共享存儲可重構計算機軟硬件通信的優(yōu)化實(shí)現
可重構硬件操作系統BORPH提供的硬件進(jìn)程概念和以硬件為中心的執行模型可極大地提高可重構計算平臺的易用性.BORPH-N為BORPH的擴展系統,主要的擴展是支持在共享存儲可重構計算平臺上的運行.BORPH-N為硬件進(jìn)程提供基于共享存儲、符合Unix語(yǔ)義的高性能進(jìn)程間通信支持:共享存儲和信號量.利用這兩項服務(wù),硬件進(jìn)程可與系統中其他所有軟件進(jìn)程和硬件進(jìn)程進(jìn)行交互.下面小編就為大家帶來(lái)關(guān)于共享存儲可重構計算機軟硬件通信的優(yōu)化實(shí)現的論文，歡迎大家借鑒!
摘 要：伴隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )科學(xué)在信息時(shí)代中所起到的中流砥柱作用，計算機作為網(wǎng)絡(luò )科學(xué)中的重要組成部分與主要物質(zhì)載體，其地位得到了日益提高，并廣泛運用于科技生活與日常生活。計算機的性能隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)的更新也在不斷地走向進(jìn)步，多功能化的表現在應用領(lǐng)域中可謂淋漓盡致。在眾多的性能使用中，共享存儲可重構計算機軟硬件通信的優(yōu)化實(shí)現便是其中一項最為可圈可點(diǎn)的成就。
關(guān)鍵詞：共享儲存;存儲可重構計算機;軟硬件通信;網(wǎng)絡(luò )科學(xué)
前言：網(wǎng)絡(luò )科技的發(fā)展日益迅猛，直接沖擊到人類(lèi)對計算機使用效益的滿(mǎn)足程度，與此同時(shí)科研部門(mén)加速了針對計算機性能的開(kāi)發(fā)與技術(shù)設備的更新，相關(guān)軟硬件產(chǎn)品爭奪市場(chǎng)份額的競斗愈演愈烈，使得網(wǎng)絡(luò )科技面對一種空前的發(fā)展快節奏�？芍貥嬘嬎銠C便是網(wǎng)絡(luò )科技中新的技術(shù)成就之一，這個(gè)機種對我國和世界的計算機發(fā)展起到過(guò)推波助瀾的作用，有力推動(dòng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的進(jìn)步與飛躍，是當今網(wǎng)絡(luò )科技研發(fā)領(lǐng)域中很有挖掘價(jià)值的研究方向。
一、開(kāi)發(fā)可重構計算機的作用
我國的計算機事業(yè)發(fā)展至今可謂成就不匪，可重構計算機的使用則占據獨特的使用效益與歷史地位�？芍貥嬘嬎銠C在我國科技發(fā)展史上一直是對計算機性能研究中的重點(diǎn)課題和主要研發(fā)對象[1]。對于計算機進(jìn)行重構具有諸多效益功能，除了可以提升計算的數據處理能力，還可以實(shí)現通信效率的最大化提升，讓計算機數據達到資源共享的效果和目的，同時(shí)還能優(yōu)化計算機的系統設計，全面提升計算機的性能和使用價(jià)值，為人類(lèi)提供更便捷的服務(wù)。
二、共享存儲可重構計算機
計算機是網(wǎng)絡(luò )科技的驕子，可重構計算機是計算機中的領(lǐng)軍技術(shù)，而共享存儲可重構計算機又是可重構計算機中的精華，是現代科技研發(fā)史上一項近乎偉大的發(fā)明創(chuàng )作。這個(gè)機種的生成便是根據計算機兩個(gè)關(guān)鍵部分的重構而得來(lái)。這兩個(gè)關(guān)鍵部分并不陌生，就是計算機本體內為人所熟知的軟件部分和硬件部分，而且兩者均依靠編程即可實(shí)現重構[2]。在對這兩個(gè)部分進(jìn)行重組以后，即可最大程度地優(yōu)化計算機程序，讓計算機的性能得到最大幅度的提升與優(yōu)化。毫無(wú)疑問(wèn)，共享資源可重構計算機就是為了處理大規模數據而誕生的產(chǎn)物。雖然從以往的傳統科技水平上看，單純依賴(lài)軟硬件實(shí)現難以實(shí)現可重構計算機技術(shù)，而今共享儲存可重構計算機的問(wèn)世和發(fā)展，有效解決了復雜數據的處理理由，當在普通計算機上實(shí)現的時(shí)候，只要依靠PCI-Express，通過(guò)其處理的相關(guān)數據，與FPGA相連，便能夠及時(shí)訪(fǎng)問(wèn)到計算機系統中的相關(guān)內容，進(jìn)而全面優(yōu)化數據計算水平[3]。
三、軟硬件通信的優(yōu)化實(shí)現
在系統優(yōu)化的主要實(shí)現過(guò)程中，PFGA設備是主要原動(dòng)力，同時(shí)輔之以Nios等數據，多種技術(shù)設備通力合作，計算的獨立方可實(shí)現并廣泛運用于數據工作。要想提升優(yōu)化系統性能，保證可重構計算機的良性運作，就必須借助軟件與硬件的合力通信，來(lái)保障數據訪(fǎng)問(wèn)的獨立性，進(jìn)而實(shí)現計算機性能的全面優(yōu)化。
(一)共享儲存的初步實(shí)現
在實(shí)現可重構計算機的數據共享儲存的時(shí)候，首先要保證信號功能的全能性與動(dòng)作的原子性，從而保證數據得以在安全的環(huán)境下被有效地訪(fǎng)問(wèn)及使用，數據才能達到被人們共享的目的和愿望。這個(gè)過(guò)程看似步驟繁多，實(shí)際程序和任務(wù)并不十分復雜，只不過(guò)在操作的過(guò)程中需要注意使用總線(xiàn)的鎖定功能，從而保證原子的操作制約得以有效執行。
(二)存儲的獨立訪(fǎng)問(wèn)功能
計算機性能的發(fā)揮也具有共性與個(gè)性的兩面。如果說(shuō)共享儲存功能的實(shí)現偏重于共性的一面，那么存儲數據的獨立訪(fǎng)問(wèn)功能則偏向于個(gè)性的彰顯，這種功能正體現出共享儲存可重構計算機的技術(shù)內涵，突出較之普通計算機所具備的得天獨厚的優(yōu)勢。做好這一操作環(huán)節，首先要對計算機的總線(xiàn)進(jìn)行翻譯，然后依據翻譯出的信息查詢(xún)搜索準確無(wú)誤的地址讓總線(xiàn)和計算機得以相互溝通，兩者內在存有的地址能夠達成呼應，計算機的運轉效率就自然會(huì )得到保障。如果兩者之間的地址一旦出現空口而產(chǎn)生聯(lián)系困難或聯(lián)系危機以至于出現數據處理錯誤的時(shí)候，也不必張皇失措，利用PGD功能對當中錯誤的信息和頁(yè)面進(jìn)行嚴密檢查，即可迅速化險為夷。同時(shí)相關(guān)的組間也可以對PFGA進(jìn)行重新計算，從而全面保障并提高計算機處理數據的效率和正確率。
四、優(yōu)化實(shí)現過(guò)程中需要注意的理由
然而，前途是光明的，道路卻是曲折的，科技飛躍的道路也是如此。依賴(lài)硬件設備與軟件功能的合力作用，實(shí)現共享資源可重構計算機軟硬件通信的優(yōu)化，在分析其可能性因素的同時(shí)，自然也要注意其中的理由，進(jìn)而為計算機的運用提供一個(gè)安全可靠的科技平臺與使用環(huán)境。而究其主要理由的主要著(zhù)眼點(diǎn)，就是計算機種的一個(gè)重要組成部分——硬件操作系統。
(一)硬件操作系統不支持共享存儲平臺
由于硬件操作系統不支持共享存儲平臺，使得共享存儲的進(jìn)程通信方式共享環(huán)節難以維持，為計算機工作的效率帶來(lái)阻礙，所以硬件進(jìn)程與系統其他部分通信只能依靠消息傳遞方式的形勢得以運作，效率相對低下。
(二)進(jìn)程數據對通用處理器的過(guò)度依賴(lài)
軟件與硬件在工作進(jìn)程間的數據傳輸仍然需要通用處理器加以制約，從而使得計算機運作系統的工作成本增加，也增加了GPP的工作負擔。加之數據傳輸受限于GPP獲取數據的速度，嚴重阻滯了硬件操作系統自身的工作效能。這些因素都決定了這種運轉方式要想取得高速度與高效率，還需一定的時(shí)日。
結論：網(wǎng)絡(luò )科技注定要在曲折和探索中發(fā)展進(jìn)步，這也就注定了共享儲存可重構計算機軟硬件通信的優(yōu)化實(shí)現過(guò)程也不是一蹴而就的過(guò)程，還需要在未來(lái)歲月里歷經(jīng)科技創(chuàng )新的洗禮和研究者們的加倍努力。目前，國內外學(xué)術(shù)界也紛紛涌現出了大量研究關(guān)注如何簡(jiǎn)化與優(yōu)化共享資源可重構計算機在通信過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節以及對處理數據時(shí)提高其工作效率和正確概率。伴隨著(zhù)各種可重構科學(xué)器物的陸續涌現與廣泛使用，共享儲存可重構計算機軟硬件通信逐漸成為國際計算機領(lǐng)域的新的熱點(diǎn)，大有引領(lǐng)未來(lái)網(wǎng)絡(luò )科技的趨向，成為信息時(shí)代里的新的里程碑。
參考文獻：
[1]荀長(cháng)慶，楊乾明，文梅，等.共享存儲可重構計算機軟硬件通信的優(yōu)化實(shí)現[J].計算機研究與發(fā)展，2013，8(8)：65.
[2]馬暢.共享存儲可重構計算機軟硬件通信的優(yōu)化實(shí)現之我見(jiàn)[J].計算機光盤(pán)軟件與應用，2013，12(23)：81.
[3]王學(xué)寶，朱勇，鄭波祥.基于PFGA的Compact PCI Express通信接口模塊設計研究與實(shí)現[J].電子技術(shù)應用，2010，1(1)：20-21.
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