Федотова-Півень І. М. Метод підвищення швидкодії арифметичних пристроїв на основі суміщеного виконання операцій

Метою дисертаційної роботи є підвищення швидкодії арифметичних пристроїв на основі суміщеного виконання операцій з використанням лінійних надлишкових рекурентних систем числення третього порядку. Поставлене наукове завдання вирішується за допомогою вибору двійкових надлишкових лінійних рекурентних систем числення третього порядку, які забезпечують досягнення мети. Об'єкт дослідження - процеси обробки і контролю інформації в спеціалізованих засобах обчислювальної техніки. Предмет дослідження - методи підвищення швидкодії арифметичних пристроїв на основі суміщеного виконання операцій. Областю застосування предмета дослідження є елементи і пристрої високопродуктивних спеціалізованих засобів обчислювальної техніки, які забезпечать достовірне вирішення задач управління в реальному часі. Методи дослідження. Для створення алгоритмічної бази досліджень використовувалися теорія алгоритмів, теорія чисел, теорія класифікації; для розробки схем суматорів використовувалися теорія логічної алгебри, теорія цифрових автоматів і методи комп'ютерного моделювання; для вивчення рекурентних надлишкових систем числення використовували методи представлення, корекції та обробки надлишкових систем числень, методи синтезу і перетворення складних структурних кодів, методи і математичний апарат теорії інформації. Наукова новизна отриманих результатів. 1.Вперше створено метод підвищення швидкодії арифметичних пристроїв на основі надлишкових рекурентних систем числення за рахунок суміщеного виконання багатооперандного додавання, що забезпечує збільшення швидкості обробки інформації. 2.Удосконалено методи побудови дискретних пристроїв на основі реалізації лінійних рекурентних систем числення третього порядку, що дозволило побудувати математичні моделі та функціональні схеми арифметичних пристроїв, пристроїв перетворення кодів і контролю, які забезпечують збільшення кількості інформації, що обробляється за фіксований час виконання операцій. 3.Отримали подальший розвиток методи та засоби оцінювання швидкодії арифметичних пристроїв одночасного багатооперандного додавання, які базуються на інформаційній та апаратній надлишковості рекурентних систем числення. 4.Отримали подальший розвиток двійкові надлишкові системи числення за рахунок експериментально визначених і теоретично обґрунтованих груп рекурентних систем числення третього порядку, які забезпечують збільшення кількості доданків при суміщеному додаванні. Практичне значення одержаних результатів. Практична цінність роботи полягає в доведенні здобувачем отриманих наукових результатів до конкретних інженерних методик, алгоритмів, моделей та варіантів функціональних схем. На підставі проведених досліджень одержано такі практичні результати: - розроблені функціональні схеми арифметичних пристроїв, що реалізують суміщене виконання операцій додавання, забезпечили підвищення швидкодії на 44% за результатами впровадження; - програмний комплекс для синтезу і аналізу рекурентних систем числення 3-го порядку разом з програмно реалізованими моделями та алгоритмами функціонування суматорів суміщеного виконання операцій забезпечує розробку моделей арифметичних пристроїв з врахуванням швидкодії і складності; - удосконалена структура та функціональна схема арифметичних компресорів та побудовано 5:2 цифровий компресор, який забезпечує за результатами моделювання підвищення швидкодії до 67% . Одержані в дисертаційній роботі теоретичні й практичні результати використані та впроваджені: - в Черкаському державному технологічному університеті на кафедрі комп'ютерних систем у матеріалах лекційних курсів "Дослідження і проектування природно-надійних комп'ютерних систем", "Прикладна теорія цифрових автоматів" при підготовці бакалаврів з напряму 6.050102 "Комп'ютерна інженерія"; - в Черкаському національному університеті ім. Богдана Хмельницького на кафедрі інтелектуальних систем прийняття рішень у матеріалах лекційного курсу "Захист інформації" та при курсовому проектуванні й виконанні кваліфікаційних робіт при підготовці бакалаврів з напряму 6.050103 "Програмна інженерія"; - в Національному аерокосмічному університеті ім. М. Є. Жуковського "ХАІ" на кафедрі інженерії програмного забезпечення при підготовці спеціалістів спеціальності 7.080403 "Програмне забезпечення автоматизованих систем" і при курсовому проектуванні та виконанні кваліфікаційних робіт; - на державному підприємстві "Науково-виробничий комплекс "ФОТОПРИЛАД" (м. Черкаси) в оптичній лінії зв'язку приладу 1К118.