Введение к работе
Актуальность проблемы. Создание вычислительных систем с массовым параллелизмом (ВСМП) является ключевой проблемой современного этапа развития науки и техники.
Основным способом достижения требуемой производительности вычислительных систем является использование распределенной и потоковой обработок в ВСМП, которые должны состоять из сотен и тысяч процессоров. Взаимодействие такого количества процессоров в виде MIMD-систем может быть организовано различными способами, но особое внимание уделяется системам с нетрадиционными динамическими архитектурами. Процессорные элементы могут динамически включаться и выключаться из конфигурации в процессе решения задачи, что создает условия как для повышения производительности и надежности, так и возникновения проблем, связанных с тестированием дефектов подобных ВСМП. Сложность организации тестового диагностирования (ТД) ВСМП обусловлена:
сложностью самого объекта и его модели;
параллелизмом вычислительных процессов;
недетерминизмом назначения ресурсов;
ограничениями на встроенную аппаратуру.
При этом решение проблем тестирования ВСМП обычно связывают с использованием многоуровневых формальных моделей и интеллектуализацией процесса тестирований.' В этих условиях как самостоятельный возникает уровень процессов, происходящих в ВСМП при выполнении задач. Под "процессом" понимается последовательность действий, выраженных программой с различными механизмами управления.
В настоящей работе предлагается подход в организации тестового диагностирования ВСМП на уровне процессов, основанный на развитии конструктивного метода в тестовом диагностировании.
Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка метода тестового диагностирования ВСМП на уровне процессов. Для достижения поставлешюй цели в
- г -
работе решались следующие основные задачи:
разработка формальной модели объекта диагностирования (ОД), описывающая многоуровневую организацию ВСМП;
формулировка базового набора свойств ОД на уровне процессов и их дефектов;
формулировка набора свойств ОД на уровне процессов и их дефектов с учетом архитектурных особенностей потоковых ВО;
определение отношений на множестве дефектов свойств;
исследование вопросов проектирования и технической реализации диагностической подсистемы.
Основные методы исследования. Для решения поставленных задач использовались понятия и методы теории вычислительных систем, теории множеств, математической логики, научного ана-' лиза и синтеза; в работе сочетаются формальный и содержательный подходы.
Научная новизна результатов, полученных в диссертационной работе, заключается в следующем:
разработана диагностическая модель вычислительных систем с массовым параллелизмом, отличающаяся представлением ОД на уровне процессов и содержащая формальное описание объекта диагностирования и множеот-вЬ:его дефектов в виде искажений свойств протоколов его функционирования;
разработан метод, ^писания свойств вычислительных систем с потоковыми архитектурами, отличающийся учетом семантической связи уровней в многоуровневой модели ОД.
Практическая ценность работы. Значение результатов диссертационной работы для практики заключается в следующем:
разработан способ построения тестов, основанный на выделении идентификаторов свойств протоколов функционирования ОД, их упорядочении и процедуре доказательства истинности;
разработаны варианты структурной организации аппаратно-программной реализации диагностической подсистемы;
разработана программная модель вычислительной системы с потоковой архитектурой и программной подсистемой тестового диагностирования.
'' Внедрение результатов работы. Основные результаты работы
используются в Институте проблем вычислительной техники Академии Наук Российской Федерации, г. Ярославль, .и в ЛИИАН, г. Санкт-Петербург.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:
Краевой научно-технической конференции молодых ученых, г. Красноярск, 1989-1990 гг.;
3-м Региональном семинаре "Распределенная обработка информации", г. Улан-Уде, 1989 г.;
Межреспубликанской конференции молодых ученых, г. Саранск, 1989 г.;
Областной научно-технической конференции, г. Оренбург, 1989 г.;
Международной конференции "Искусственный интеллект -промышленное применение", г.- Ленинград, 1990 г.;
Всесоюзной школе-семинаре "Диагностика, надежность, неразрушающий контроль электронных устройств и систем", г. Владивосток, 1990 г.;
Научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ЛЗТИ им. В ^'.-Ульянова (Ленина) (г.Ленинград, 1939-1990 гг.). -:н\:
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы, включающего 116 наименований, и 2 приложений. Основная часть работы изложена на" 162 страшщах машинописного текста. Работа содержит 10 таблиц и 26 рисунков.