وبلاگ

همهکاره  الگوی von-newman اساس کار رایانهی
است. هدف این الگو تبدیل دستورات پیچیده به ساده است . گاهگان
نتیجه که بعد از اجرای هر دستور موجود در حافظه با گذر از چرخهی الزامی
fetch-decode-execute حاصل میشود در حافظه ذخیره خواهد شد. گذر از مراحل -fetch
decode موجب افزایش زمان اجرای دستورات میشود. در این نوع رایانهها قابلیّت اجرای انواع
متنوّعی از برنامهها در ازای هزینه در زمان اجرا به دست میآید. با پذیرش این رویّه اجرای ترتیبی
دستورات که ذاتاً موازیپذیر نیست اجتنابناپذیر است . زمان اجرا با موازیسازی دستورات کاهش
مییابد. در این الگو موازیسازی ، شبیهسازی میشود.  مدار سازگار با برنامه

یکی از روشهای موازیسازی دستورات است . هدف ، طرّاحی مدار مجتمع بر
اساس ماهیّت برنامه است. این پیشنهاد باعث بالا رفتن کارایی میشود اما قابلیّت استفاده ، تنها در
مجموعهای خاص از برنامهها محدود میشود. عدم انعطاف در اجرای متنوّع برنامهها مشکل این روش
بین انعطافپذیری  است. تلاش محقّقین برای ایجاد توازن و کارایی  باعث پیشنهاد تغییر آرایش مدار
مجتمع در حین اجرا شد. این معماری قابلیّت بازآرایی دارد. از این جهت میتوان این الگو را معماری
نامید. در این الگو ، پیکربندی بدون هزینه زیاد در زمان اجرا برای بالا بردن کارایی یک بازآراپذیر
برنامه خاص تغییر میکند. حاصل شد. به آرایهای با واحدهای منطق این نوع معماری با تکامل تدریجی آرایهی منطقی برنامهپذیر
و شبکه ارتباطی که تغییر بیتهای پیکربندی سبب تغییر پیوندهای شبکه و در نتیجه تغییر پردازش
خواهد شد آرایهی منطقی برنامهپذیر گفته میشود. انتقال بیتهای پیکربندی و تغییر آن فرایندی
پرهزینه است. در تراشههای پیوندی حاصل از آرایه منطقی برنامه پذیر و ریز پردازندهیکمکی
هزینهی دسترسی به حافظه و بازآرایی شبکه کم شد. گاشت درست محاسبات بر روی سخت افزار بازآراپذیر و استفاده از ریزپردازندهی کمکی سبب کارایی
بهتر در اجرای برنامه میشود. تقسیم محاسبات بین ریزپردازنده و بقیه اجزا به صورت دستی یا به
پیچیده و ساختار کمک ابزارهای خودکار و نیمهخودکار امکانپذیر است. محاسباتی که دارای نظارت
 قابل اجرا توسط گاهگان ویژه باشند توسط ریزپردازنده انجام میشود. تبدیل محاسبات به رمزعدد
ریزپردازنده و تغییر پیکربندی برای بقیّه اجزا ، نگاشت گفته میشود. پیکربندی اولیّه با توجّه به
اطّلاعاتی خواهد بود که قبل از اجرای محاسبات از روی برنامه حاصل میشود . پیکربندی در زمان اجرا
برای مجموعهای متفاوت از محاسبات تغییر مییابد.
معماری von-newman نیازمندیهای این الگو را برآورده نمیکند ، از این جهت برای بهبود
و روشهای نگاشت احتیاج به یک سلسله مفاهیم بلنددید زمانبندی است. الگوی محاسباتی بازآرا
یکی از این مفاهیم است که با استفاه از آن میتوان به بهینهسازی نگاشت با روشهای الگوریتمی دست
زد. کارایی این گونه محاسبه در زمینه رمزنگاری
، معنافهمی ،پردازش شکل ،الگوریتمهای وراثتی پیام و شبکه عصبی …. اثبات شده.
این نوشتار در سه بخش کلیّات ، نگاه سختافزاری و نگاه نرمافزاری تهیه شده است. در قسمت کلیّات
به پیشزمینههای مورد نیاز میپردازیم و در بخشهای دیگر تنها ارجاعی به آن میشود. در نگاه
سختافزاری به شرح الگو و انواع موجود تور بازآرا میپردازیم و در آخر نیز با چگونگی نگاشت و
ملاکهای طرّاحی بهینه آشنا میشویم.
بعضی از مطالعات نیز به عهدهی خواننده گذاشته شده است. امید است مورد قبول مخاطب قرار بگیرد.