автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Сетевые контроллеры на основе ассоциативной среды с совмещением функций управления, хранения и обработки информации

На правах рукописи

ПОЛЯЧКОВ АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ

СЕТЕВЫЕ КОНТРОЛЛЕРЫ НА ОСНОВЕ АССОЦИАТИВНОЙ СРЕДЫ С СОВМЕЩЕНИЕМ ФУНКЦИЙ УПРАВЛЕНИЯ, ХРАНЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

Специальность 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной

техники и систем управления

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Смоленск - 2003

Работа выполнена на кафедре Вычислительной техники филиала ГОУВПО «Московский энергетический институт (технический университет)» в г. Смоленске.

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Борисов Вадим Владимирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Лопашинов Пётр Михайлович

доктор технических наук, профессор Пескова Светлана Александровна

Ведущая организация Научно-исследовательский электромеханический институт

Защита состоится «//У» 2003 г. в ^¿>00\т заседании дис-

сертационного совета Д 212.lo7.01 при Московском энергетическом институте (техническом университете) по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 14, ауд. Г 306.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института (технического университета).

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 14, Ученый совет МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан «3/» £>к?лЧрД 2003 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета Д 212.157,01

к.т.н., профессор !/ I (/ И. И. Ладыгин

£ос>5 - Д

1675©

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Возможности совершенствования вычислительной техники и систем обработки информации, базирующиеся, во многом, на основополагающих принципах, предложенных Ч. Бэббиджем и Дж. фон Нейманом, практически исчерпаны Причем, проблемы, возникшие вследствие заложенных еще на ранних этапах развития вычислительной техники противоречий, характерны как для отдельных вычислительных машин, так и для распределенных вычислительных комплексов, сетей и систем. К данным противоречиям относится, во-первых, разделение функций управления, хранения и обработки информации, во-вторых, иерархичность построения отдельных компонентов и систем в целом Неизбежным следствием этого является расходование значительных вычислительных и коммуникационных ресурсов на информационный обмен между элементами систем.

В последнее время ситуация изменилась. Активизировались поиски и исследование новых методов и средств обработки информации, направленные на преодоление указанных противоречий Однако, если для отдельных вычислительных машин уже возникли и реализуются плодотворные идеи по организации и функционированию новых высокоэффективных методов и средств >фанения и обработки информации, в том числе использующие новые подходы к совмещенному представлению и обработке информации (ассоциативные, нейросетевые, а также принципиально новые архитектурные и технологические решения, связанные с переходом на субмикронныс и нанотехнологии, а также с успехами молекулярной и биомолекулярной электроники), то для распределенных вычислительных комплексов, сетей и систем обработки информации указанные выше противоречия обусловлены, не в меньшей степени, следующими причинами:

• физической распределенностью элементов системы, которая не позволяет решить проблему совмещения процессов управления, хранения и обработки информации во времени и в пространстве;

• двойственностью представления самой передаваемой информации в системе: с одной стороны, это данные, которые требуется обработать, с другой - инструкции для управления обработкой данных.

И если первая из вышеуказанных проблем на современном этапе и в ближайшей перспективе является трудноразрешимой, то для решения второй используются различные подходы, основными из которых являются следующие-

• распараллеливание процессов управления и обрабогки информации, что, однако, приводит к необходимости решения сложных задач синхронизации, представления информации в целостном

виде, к необходимости одновременного управления функционированием многими объектами с использованием специализированных средств для обмена информации - сетевых контроллеров, а также к усложнению их алгоритмического и программного обеспечения,

• ассоциативные методы и средства коллективного доступа к информации с совмещением функций хранения и обработки информации.

Одними из наиболее перспективных средств, предназначенных для реализации таких методов, являются ассоциативные среды. Но для использования свойств ассоциативной среды для решения вышеуказанной проблемы в распределенных системах обработки информации необходимо решить ряд задач:

• совместить функции управления, распределенного хранения и параллельной обработки информации непосредственно в ассоциативной среде при информационном обмене в системе;

• организовать ассоциативную среду таким образом, чтобы она, с одной стороны, была адекватна предлагаемым способам управления, распределенного представления и обработки информации и, с другой стороны, могла бьггъ эффективно реализована на современной элементной базе;

• разработать средства информационного обмена - сетевые контроллеры - для распределенных систем обработки информации на основе ассоциативной среды с совмещением функций управления, хранения и обработки информации;

• обеспечить оптимальное сопряжение средств информационного обмена на основе распределенной ассоциативной среды с другими элементами вычислительной системы при организации информационного обмена.

Целью работы является исследование и разработка сетевых контроллеров на основе ассоциативной среды с совмещением функций управления, хранения и обработки информации, а также способов организации их функционирования в системах обработки информации.

Для достижения поставленной цели в диссертации решаются следующие основные задачи:

• анализ подходов к построению и функционированию сетевых контроллеров;

• разработка информационной модели сетевого контроллера и её реализация на основе ассоциативной среды;

• разработка способа организации управления обработкой информации в самой ассоциативной среде при передаче данных;

• разработка ассоциативных элементов, а также разработка и исследование ассоциативной среды с совмещением функций управления, хранения и обработки;

• разработка и моделирование сетевого контроллера на основе ассоциативной среды с совмещением функций управления, хранения и обработки;

• оценка эффективности функционирования и сложности реализации сетевого контроллера на основе ассоциативной среды

Объектом исследований являются сетевые контроллеры, методы и средства их построения и функционирования на основе ассоциативной среды.

Методы исследований базируются на теориях вычислительных сетей и систем, ассоциативной обработки и преобразований, теории автоматов. Экспериментальные исследования для подтверждения полученных в ходе диссертационной работы результатов проводились на основе имитационного моделирования, а также с использованием реального макета на программируемых логических интегральных схемах.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Предложена информационная модель сетевого контроллера для параметрического представления и реализации его функциональных узлов в ассоциативной среде

2. Предложен способ и схемы управления обработкой информации в ассоциативной среде, различающиеся вариантами активизации поисковых аргументов, масок, а также изменением состояний ассоциативных ячеек среды.

3 Разработаны ассоциативные элементы и исследована организация ассоциативной среды на основе различных типов ассоциативных элементов: памяти, взаимодействия, сравнения.

4. Разработана ассоциативная среда с совмещением функций хранения, обработки и управления информацией для проектирования сетевых контроллеров.

5. Предложена структура программируемой матрицы ассоциативных элементов, позволяющая реализовать ассоциативную среду и сочетающая ее свойства с гибкостью программируемых логических интегральных схем.

6. Осуществлена разработка и моделирование сетевого контроллера на основе ассоциативной среды с совмещением функций управления, хранения и обработки

Практическая ценность работы.

1. Предложена реализация разработанных схем ассоциативных элементов среды на основе программируемых логических интегральных схем и проведена оценка эффективности функционирования и сложности реализации сетевого контроллера на их основе.

2. Реализован прототип контроллера мультиплексного капала по стандарту М1Ь-з1с1-1553 на основе разработанной ассоциативной среды

3. Предложенная структура программируемой матрицы ассоциативных элементов предназначена для создания широкого спектра устройств цифровой обработки и передачи информации и сочетает гибкость программируемых схем со свойствами ассоциативной среды.

Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций, сформулированных в диссертации, подтверждается результатами вычислительных экспериментов и данными, полученными при имитационном моделировании и испытаниях прототипа сетевого контроллера на основе ассоциативной среды.

Результаты работы, выносимые на защиту.

1. Способ и схемы управления обработкой информации в ассоциативной среде, различающиеся вариантами активизации поисковых аргументов, масок, а также изменением состояний ассоциативных ячеек.

2. Ассоциативная среда с совмещением функций хранения, обработки и управления.

3. Ассоциативные элементы среды, структура программируемой матрицы ассоциативных элементов, реализующие функции хранения, сравнения и взаимодействия.

4. Сетевой контроллер на основе ассоциативной среды с совмещением функций управления, хранения и обработки.

Реализация результатов работы. Результаты исследований использованы при разработке контроллера резервированной магистрали по стандарту М1Ь-х1с1-1553 в системе обработки информации авиакосмической техники, созданной «НПО Рубикон-Инновация» (г. Смоленск), а 1акжс связных контроллеров электроэнергетики, разработанной ООО «Спонг» (г. Смоленск).интегрированной оперативно-диспетчерской региональной системы

Научные и практические результаты работы используются в учебном процессе на кафедре Вычислительной техники филиала ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Смоленске

Работа поддержана грантом РФФИ № 01-15-99556 (проект «Ассоциативные системы и среды хранения и обработки информации: теория и прикладные разработки»)

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: VII—ТХ Научно-технических конференциях ВУ ВПВО ВС РФ (г. Смоленск, 1999-2001). Научно-технической конференции, посвященной 40-летию Смоленского филиала МЭИ (ТУ) «Компьютерные технологии и электроника» (г. Смоленск, 2001); Межвузовской научно-методической конференции, посвященной 50-летиго РГОТУПС «Современные информационные технологии в научных исследованиях, образовании и управлении» (г. Смоленск, 2001); Международной научной конференция «Математические методы в интеллектуальных информационных системах ММИИС-2002» (г. Смоленск, 2002); 9-й Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов (г. Москва, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 149 страницах, из них 126 страниц основного текста, 67 рисунков, 23 таблицы, и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 90 наименований на 8 страницах и 3-х приложений на 23 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована важность и актуальность исследуемой в диссертации темы, сформулирована цель и основные положения, выносимые на защиту, определена научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе проведен анализ существующих подходов к построению и функционированию сетевых контроллеров, особенное гей их использования в составе систем обработки информации (СОИ).

Рассмотрена иерархическая организация процессов обмена и обработки информации в СОИ. Процессы обработки проанализированы с позиции их временного эшелонирования. А именно:

во-первых, входные последовательности могут представлять собой поступающие с постоянной скоростью потоки сигналов или выглядеть как отдельные блоки, чередующиеся с интервалами пауз, в момен гы отсутствия передачи;

во-вторых, реализация операторов обработки также зависит от временной компоненты. Некоторые процессы обработки требуют безотлагательного выполнения, в то время, как другие процессы допускают задержку своего выполнения. Также практически всегда имеют место процессы, период выполнения которых реальными средствами много меньше периода их инициализации;

в третьих, результаты обработки информации могут использования в различных масштабах времени

Исходя из этого определены обобщенные требования к средствам информационного обмена СОИ, состав которых входят сетевые контроллеры, характеристики которых должны соответствовать параметрам обмена соответствующих иерархических уровней обработки информации.

Также обоснованы требования к логической и функциональной организации сетевых контроллеров с точки трения соответствия иерархичной модели архитектуры сети 180/081.

Анализ процессов обработки информации, относительно временных характеристик доступа, позволяет выявить последовательный и последовательно-параллельный типы выполнения отдельных фаз этих процессов (приема сообщения, его дешифрации и обработки, кодирования и передачи ответа). Последовательно-параллельная организация процесса доступа к информации (с совмещением операций для фаз дешифрации, обработки и кодирования) позволяет существенно уменьшить время доступа. В работе предложены последовательно-параллельные структуры приема и передачи пакетов сообщений, позволяющие при их реализации средствами обмена СОИ существенно уменьшить время доступа за счет, во-первых, совмещения во времени процессов приема, обработки и передачи информации, во-вторых, структурно-функционального согласования средств обработки со средствами обмена СОИ.

Данные, которыми обмениваются устройства СОИ, в свою очередь, имеют многомерный и многоформатный характер, что определяется как особенностями реализации многоуровневой сетевой модели (уровни потока бит, слов/кадров, сообщений), так и разделением сообщений по адресам и форматам.

Патоки данных и команд, передаваемые по коммуникационным каналам, представляют собой упорядоченные во времени структурированные последовательности сообщений (образов), характеризующиеся двойственностью представления: с одной стороны, это обрабатываемые данные, с другой - инструкции для управления обработкой данных. Эти структурированные последовательности сообщений можно рассматривать как временные ассоциации, для анализа которых применимы методы и средства ассоциативной обработки и преобразования информации.

Однако для эффективной реализации сформулированных в данной главе обобщенных требований к средствам информационного обмена СОИ на основе методов и средств ассоциативной обработки информации необходимо решить задачи разработки ассоциативной среды с совмещением функций управления, распределенного хранения и параллельной обработки информации, а также создания таких способов ее организации и управления, которые, во-первых, были бы адекватны предъявляемым требованиям, во-вторых, обеспечивали оптимальное сопряжение средств информа-

ционного обмена с другими элементами СОИ, и, в-третьих, могли быть эффективно реализованы на современной элементной базе.

Во второй главе предложена информационная модель сетевого контроллера, позволяющая осуществить параметрическое представление его функциональных узлов и ориентированная отображение процессов информационного обмена в виде структурированных последовательностей ассоциированных сообщений (образов) для их реализации в ассоциативной среде.

На рис. 1 представлена структура модели сетевого контроллера, содержащая совокупность информационных объектов {0Ь 02, .., 08}, покомпонентное описание которых предназначено для последующего параметрического представления его функциональных узлов. Каждый объект описывается компонентами из следующего набора' {р} - структура объекта; {Б} - допустимые состояния объекта модели; {Т} - параметрическое время, {Ь} - законы (правила) изменчивости; {1} - сопоставление с конкретными средствами; {И} - структура элементарных объектов модели.

устройство обработки Е1 ....... Е4

/ 04

".........Е7

интерфейс

об г

( 07 У*1 08

И1

Рис 1. Структура модели сетевого контроллера

Объекты модели взаимодействуют друг с другом и с внешними устройствами (рис. 2):

• посредством информационных потоков К1, К2, Е1 - Е7, И1;

• непосредственно через общие компоненты (объекты 02 - 03, 05 - 06)

Для описания процессов функционирования объектов предложено использовать структурированные последовательности ассоциированных образов (подмножества множеств значений компонентов объектов), представляемые с помощью таблиц или диаграмм смены образов

Это позволило в дальнейшем предложить различные типы схем управления в ассоциативной среде, а также выработать подход к совмеще-

нию функций управления, хранения и обработки информации в ассоциативной среде

Рис. 2. Взаимодействие информационных объектов: а - посредством информационных потоков, б - через общие компоненты

Введем следующие обозначения:

|АН| - матрица ассоциативных ячеек; |АНг] - строки матрицы ассоциативных ячеек; |АНс| - столбцы матрицы ассоциативных ячеек; ЯП -ячейки памяти; ПАг, Пас - поисковые аргументы по строкам и столбцам ассоциативной матрицы; Мг, Мс - сигналы маскирования поисковых аргументов по строкам и столбцам ассоциативной матрицы; Рг, Рс - результаты ассоциативного поиска, выводимые по строкам и столбцам ассоциативной матрицы; Аг, Ас - адресные входы по строкам и по столбцам ассоциативной матрицы; БЦ*]... БЦ»] - логические функции.

Разработаны следующие типы схем управления, которые отличаются вариантами активизации поисковых аргументов, масок, а также изменением состояний ассоциативных ячеек среды.

Схема управления 1-го типа. С возбуждением по поисковому аргументу.

Мг

АН

Рс ЯП

1

з О

ПАг(Х) = Рс(Ы), Рс= Б! [ПАг, Мг,|АПс|].

ПАг

Рис 3 Схема управления 1-го типа

АН

Схема управления 2-го типа. С возбуждением по маске

- Мг(1) = Рс(М), ° Рс=82[ПАг,Мг,|АНс|]

Мг

Рис. 4. Схема управления 2-го типа

Схема управления 3-го типа. Со сменой состояний ассоциативных

ячеек.

АНф) = 83[|АНс(М)|, Ас(М)], Ас - |Рс|, |Рс| = 84[ПАг, Мг, |АНс|]

АНф) = 85[|АНс(М)|, Ас(М)], Ас - |Рг|, |Рг| = 8б[ПАс, Мс, |АНг|].

Мг

ПАг

АН

Рс

Мг

3 О

Аг

о. с

ПАг

АН

Рс

Ас

Рис. 5. Схемы управления 3-ш шла

Схема управления 4-го типа. С возбуждением поисковых аргументов и перекодированием в ассоциативной среде.

11Аг1 =Рг2,

Р1с=87[ПА1г,М1г,|АН1с|]

Г1Лс2(Х> = Рс 1(1-1), Рг2= 88[ПАс2, Мс2 ,|АНг2|]

ггт

Рис 6 Схема управления 4-го типа

Схема управления 5-го типа. С возбуждением маскированием поисковых аргументов с перекодированием поисковых аргументов в ассоциативной среде.

Схема управления 6-го типа. С возбуждением поисковым аргументом и маской в матрице перекодирования.

В качестве выходных сигналов (Out) схем управления предлагается использовать как сигналы поисковых аргументов и маскирования, таге и результатов ассоциативного поиска.

Разработанные схемы управления реализованы в многокоордипатной ассоциативной среде с учетом следующих ее свойств:

• матричной организации ассоциативной среды данного типа, подразумевающей регулярность связей между ассоциативными ячейками,

• многомерности (или эмуляции многомерности) пространства (решетки) для размещения ячеек ассоциативной среды;

• наличия в ассоциативной среде каналов (направлений) распространения входных и выходных сигналов записи, поиска, опроса.

На рис. 7 показан пример реализации схемы управления 4-го типа в ортокоординатной ассоциативной среде, а на рис. 8 - схемы управления 2-го типа с выделенным слоем ячеек памяти.

Mlrfl) = P2c(t-1), Р2с= SslJL^r, M2r ,|АН2с|], M2r = Pic, Pic— SiolJlAlr, Mir ,|АН1с|].

IIArl(t) = Pc2(t-1), Pc2= S„[nAr2, Mr2 ,|AHc2|], M2r = Pic, Plc= SnPAlr, Mir ,|АН1с|].

ш из

Рис. 7. Пример реализации схемы управления в ортокоординатной ассоциативной среде

Рис. 8. Реализация схемы управления в среде с выделенным слоем ячеек памяти

На рис. 9 показан пример трехмерной (3x3x3) ассоциативной среды, которая представлена слоями ассоциативных ячеек АНх, АНу, Анг, в которой одновременно функционирует несколько автоматных управляющих структур Например, структура одного автомата размещена в ЛНг1 и АНг2, другого - АНг2 и А№3.

|АН?.2|

|АШЗ|

Рис. 9. Организация схем управления в трехмерной ассоциативной среде

Совокупность разработанных схем управления в ассоциативной среде, различающихся вариантами активизации поисковых аргументов, масок, а также изменением состояний ассоциативных ячеек, и предложенные последовательности операций при организации функционирования этих схем характеризуются как способ управления обработкой информации, сущность которого заключается в использовании возможностей ассоциативной среды по совмещению функций управления, хранения и обработки информации

В третьей главе разработана и исследована ассоциативная среда с совмещением функций управления, хранения и обработки для построения сетевого контроллера

Проведенный анализ вариантов организации ассоциативной среды построения сетевого контроллера с использованием предложенного способа управления позволил сделать вывод о целесообразности детализации описания структуры ассоциативной среды не на уровне ассоциативных ячеек, а на уровне их функциональных узлов хранения, взаимодействия и сравнения, названных ассоциативными элементами (АЭ) с конкретизацией их по функциональному назначению: элемент памяти (ЭП), элемент взаимодействия (ЭВЗ); элемент сравнения (ЭС).

На рис. 10 приведен пример организации ассоциативной среды на основе таких ассоциативных элементов, объединенных в функциональные блоки элементов памяти (БП), взаимодействия (БВЗ), сравнения (БС), ассоциативных ячеек (БАЯ).

Рис. 10. Пример организации ассоциативной среды на основе ассоциативных элементов

Помимо этого, предложенная декомпозиция обеспечивает выполнение требований к ассоциативным элементам, обычно предъявляемых к ассоциативным ячейкам, а именно:

• являться носителем информации и обеспечивать ее запись, хранение и считывание;

• участвовать (в составе блоков ассоциативных элементов) в организации записи и хранении информационных объектов в ассоциативной среде.

АЯ

• сохранять структуру взаимосвязей между информационными объектами;

• обеспечивать механизмы информационных взаимодействий в ассоциативной среде.

Предложено четыре варианта организации АЭ в среде, которые различаются числом состояний АЭ и сложностью реализации (табл. 1).

Таблица 1

Оценка сложности реализации различных вариантов функциональной

организации ассоциативных элементов

№ Вариант организации АЭ Состояния АЭ Число состояний Сложность реализации (по числу входов)

1. Раздельное функционирование вэпО, 8эп1 - памяти вэвч - взаимодействия Ээс - сравнения 4 36

2. Смешанное функционирование 8эп0вз, 8эп1вз - памяти-взаимодействия вэпОс. 8эп1с - памяти-взаимодействия 8эсвз- сравнения-взаимодействия 5 70

3. Одновременное функционирование БаэО, Баэ1 - памяти- взаимодействия-сравнения 2 56

4. Совмещенное функциониро вание Состояния, соответствующие вариантам 1 - 3 11 110

Для построения прототипа сетевого контроллера выбран вариант организации раздельного функционирования АЭ, как имеющий наименьшую сложность по числу входов при практической реализации. Разработаны схемы ассоциативных элементов памяти, взаимодействия и сравнения.

Компоненты ассоциативного элемента памяти имеют следующие параметрические описания.

Компонент структуры элемента памяти рэп состоит из пяти частей: (31(72, РЗ, ¥4, Р5), (^(П), <33(14), (}4(Р1), (^(П), которые определяют связи элементарных объектов модели Р1 - Р5.

Элементарный объект Р1((1пг0*, 1пг1*), (1пу0, 1пу1), (1пх0, 1пх1), (ОиМЗ, ОШг!)) представляет собой запоминающий элемент, который имеет три пары входов: (ТгнО*, 1гк1 *); (1пу0,1пу 1); (1пх0,1пх1) и пару выходов (О^гО, 0Шг1). Элементарные объекты: Р2(С); РЗ(С); Р4(С); Р5(С) - это пары сигнальных линий (С) ассоциативной среды, с которыми контактирует ассоциативный элемент памяти

Элементарные объекты элемента памяти описываются параметрами времени- Т1(Н), Т2(0), Т3(0). Т4(0), Т5(0), где {1 соответствует времени доступа к запоминающему элементу и. в общем случае, составляет множе-

ство значений, зависящих от сигналов на разных входах запоминающего элемента, а значения «О» для сигнальных линий показывают мгновенную передачу по ним сигналов без задержки

Компоненты сопоставления с конкретными средствами имеют следующий вид: 11 (ЭП((Е>тО*,Din 1 *), (DmO.Dinl), (AdO,ADl), (dO,dl))); Il(C(InzO*, Inzl *)); I3(C(InyO, Inyl)), I4(C(InxO, Inxl)); I5(C(OutzO, Outzl)), а законы изменчивости (правила функционирования) запоминающего элемента - Ll(dO = not dl = vyl), где v[/l = '0', если (Din0*='0' and Din0='0' and AdO), или \yl = 'Г, если (Dinl*='0' and Dinl='0' and Adl); иначе vyl = 4/1

В работе приведены параметрические описания ассоциативных элементов памяти, взаимодействия и хранения.

На основе параметрических описаний АЭ разработаны типовые узлы сетевого контроллера, выполняющие функции: регистров и блоков памяти, схем управления.

Разработана структура ассоциативной среды с целью реализации сетевого контроллера. Ассоциативные элементы среды размещены в уздах трехмерного пространства. Рассмотрены различные варианты размещений АЭ памяти, взаимодействия и сравнения в узлах ассоциативной среды, которые позволяют организовывать структуру сетевого контроллера.

Для реализации сетевого контроллера разработана программируемая матрица ассоциативных элементов (ПМАЭ). Сами АЭ программируются на выполнении функций памяти, взаимодействия или сравнения.

В четвертой главе разработан сетевой контроллер мультиплексного канала по стандарту MIL-std-1553 и выполнена оценка эффективности его функционирования и сложности реализации.

Структура контроллера мультиплексного канала (рис. 11), реализованного на основе ассоциативной среды, базируется на предложенном параметрическом описании его функциональных узлов и позволяет отобразить процессы информационного обмена в виде структурированных последовательностей ассоциированных сообщений:

Выполнена оценка эффективности функционирования контроллера по времени доступа со стороны канала, которое включает затраты на выполнение операций приема сообщения, его дешифрации, обработки, кодирования ответа и передачи.

Рассмотрены две структуры взаимодействия узлов сетевого контроллера, реализующие функции приема и передачи канальной информации. На основе их анализа синтезирована обобщенная структура сетевого контроллера, реализующая одновременно функции приема и передачи сообщений по мультиплексному каналу.

Kdt(t)

) | Ktm(t) J

(jKdt(t)] (} {Bit} Q iKtrnfOy j SqBitTm / ........•................................i r'

AmemWR DmemWR

DmemRD ...../ ; Ddt

I \{SlovoA) :{SlovoF]i

AmemRD

Рис. 11. Структура контроллера мультиплексного

[Kdt(t)j - приемник, [Ktm(t)] - передатчик, {Bit} - образы бит слов сообщений и синхросигналов, fBit(t)] - регистр бит слов сообщений, MEMslov - память сообщений, {SlovoA} - дешифратор адреса, {SlovoF} - дешифратор формата, SqSlTm -автомат приёма-передачи слов сообщений, SqBitTm - автомат управления передатчиком, Sp - автомат контроля четности слов сообщений

Промоделирована ассоциативная среда, реализующая объекты сетевого контроллера, которая позволила проверить правильность функционирования контроллера мультиплексного канала.

Сравнение эффективности функционирования по параметрам доступа, которое выражается в числе тактов, затрачиваемых на отдельные операции, дает следующий результат - контроллер мультиплексного канала на основе ассоциативной среды обеспечивает доступ за 12 тактов, что меньше на два такта, чем у контроллера мультиплексного канала, реализованного по типовой схеме.

Проведена оценка сложности реализации контроллера мультиплексного канала на основе ассоциативной среды, которая учитывает число входов логических элементов, используемых при реализации.

Проведена сравнительная оценка сложности реализации контроллера мультиплексного канала для разных вариантов реализации: по типовой схеме с использованием стандартной логики и ПЛИС; по разработанной модели на основе ассоциативной среды, которая реализована при помощи стандартной логики, ПЛИС и ПМАЭ.

Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы:

• контроллер мультиплексного канала на основе ПМАЭ уступает по сложности реализации контроллеру, реализованному по типовой схеме на основе стандартной логики, но имеет лучшую оценку среди всех реализаций (в том числе и для типовой схемы) с использованием ПЛИС;

• реализация сетевого контроллера на основе ассоциативной среды с использованием ПЛИС серий Flexi OK (Altera) на 8% проще, чем в случае использования ПЛИС Spartan (Xilinx), но в 14 раз сложнее, чем в случае использования ПМАЭ.

Разработана плата прототипа контроллера мультиплексного канала на основе ассоциативной среды с использованием ПЛИС серии Spartan XCS40, которая подтвердила возможность практической реализации контроллера мультиплексного канала.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В работе решена важная научно-техническая задача исследования и разрабогки сетевых контроллеров на основе ассоциативной среды с совмещением функций управления, хранения и обработки информации, а также способов организации их функционирования в системах обработки информации

Основные результаты работы заключается в следующем.

1. Предложена информационная модель сетевого контроллера, позволяющая осуществить параметрическое представление его функциональных узлов и ориентированная отображение процессов информационного обмена в виде структурированных последовательностей ассоциированных сообщений для их реализации в ассоциативной среде

2. Предложен способ и схемы управления обработкой информации в ассоциативной среде, различающиеся вариантами активизации поисковых аргументов, масок, а также изменением состояний ассоциативных ячеек, сущность которых заключается в использовании возможностей ассоциативной среды по совмещению функций управления, хранения и обработки информации.

3. Разработаны ассоциативные элементы и исследована организация ассоциативной среды на основе различных типов ассоциативных элементов памяти, взаимодействия, сравнения

4. Разработана ассоциативная среда с совмещением функций хранения, обработки и управления информацией для проектирования широкого спектра устройств цифровой обработки и передачи информации.

5. Предложена структура программируемой матрицы ассоциативных элементов, позволяющая реализовать ассоциативную среду и сочетающая ее свойства с гибкостью программируемых логических интегральных схем для проектирования на ее основе сетевых контроллеров.

6. Предложена реализация разработанных схем ассоциативных элементов среды на основе программируемых логических интегральных схем и проведена оценка эффективности функционирования и сложности реализации сетевого контроллера на их основе.

7. Осуществлена разработка и моделирование сетевого контроллера на основе ассоциативной среды с совмещением функций управления, хранения и обработки.

8. Реализован прототип контроллера мультиплексного канала по стандарту МИ-йсН 553 на основе ассоциативной среды.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Борисов В. В., Полячков А. В. Модель многоуровневого сетевого контроллера на основе ассоциативной среды/ Сб. науч. тр. № 6 ВУ ВПВО ВС РФ. - Смоленск: Изд-во ВУ ВПВО ВС РФ, 2001. - С. 4144.

2. Борисов В. В., Полячков А. В. Организация структур управления в ассоциативных средах// Научно-техническая конференция, посвященная 40-летию филиала/ Тезисы докладов, в 2-х томах. Том 2 «Компьютерные технологии и электроника», ГОУВПО СФМЭИ (ТУ), Смоленск, 2001. - С. 10-11.

3. Борисов В. В., Полячков А. В. Подход к созданию многоуровневых сетевых контроллеров на основе многокоординатной ассоциативной среды/ Сб. науч. тр. №5 ВУ ВПВО ВС РФ. - Смоленск: Изд-во ВУ ВПВО ВС РФ, 2000. - С. 33-35.

4. Борисов В. В., Полячков А. В. Совмещение функций управления, хранения и обработки информации в ассоциативных средах/ Информационный бюллетень Академии военных наук. - Смоленск- Изд-во ВУ ВПВО ВС РФ, 2001. - С. 26-29.

5. Курицин Е. А, Полячков А. В. Моделирование ассоциативной среды на программируемой логике// Тез. докл. 9-й Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов, 2003, Москва, Том 1. - С. 340.

6. Курицин Е. А., Полячков А. В. Особенности представления информационных объектов в ассоциативной среде// Тез. докл. 9-й Между-

» 16 7 5 б 1^75©

нар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов, 2003, Москва, Том 1. -С. 341

7. Курицин Е. А., Полячков А. В. Реализация конечных автоматов в структуре ассоциативной среды/_£& тр. Междунар. науч. конф. Математические методы в и^ийллектуятшьгх информационных системах, ММИИС-2002. - Смоленск, 2<Ш. - С. 102-105.

8. Полячков А. В. Асеоциативньшг среды с совмещением функций управления хранения и обработки информации/ Сб. тр. Междунар. науч. конф. «Математичес|р*эт1етодвьв интеллектуальных информационных системах, ММИИС-2002». - Смоленск, 2002. - С. 112-113.

9. Полячков А. В., Курицин Е. А. Сисаема моделирования и отладки перспективных ассоциативных структур и схем/ Сб. тр. IX Воен,-техн. конф. ВУ ВПШ ВСР^^моленск, 2001. - С. 54-55.

10. Полячков А. В., МаЕсйшош М. В. Применение функционального моделирования устройств и систем вычислительной техники в учебном процессе// Современные информационные технологии в научных исследованиях, образовании и управлении/ Тезисы докладов межвузовской научно-практической конференции, посвященной 50-летию РГОТУПС. - Смоленск, 2001. - С. 23-24.

11. Полячков А. В. Функционально-логическое моделирование каналов связи/ Сб. тр. VIII Пауч-техн. конф. ВУ ВПВО ВС РФ. - Смоленск, 2000. - С. 68-69.

Подписано в печать 27 10 03 г тираж 100 печатных листов 1.25

Издательский центр филиала ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Смоленске, 214013 г. Смоленск, Энергетический проезд, д 1

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДХОДОВ К ПОСТРОЕНИЮ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЮ СЕТЕВЫХ КОНТРОЛЛЕРОВ.И

1.1. Средства цифровой обработки информации.

1.1.1. Организация процесса обработки информации в системе обработки информации.

1.1.2. Коммуникационная сеть системы обработки информации.

1.1.3. Временные характеристики доступа к сетевому контроллеру

1.1.4. Иерархическая организация процесса обработки информации.

1.1.5. Ассоциативный подход к процессу обмена и обработки информации.

1.2. Анализ информационно-структурной модели сетевого контроллера.

1.2.1. Обобщенная структура сетевого контроллера.

1.2.2. Память сетевого контроллера.

1.2.3. Классификация аппаратных и программных средств сетевых контроллеров.

1.3. Организация ассоциативной среды.

1.3.1. Многокоординатная ассоциативная среда.

1.3.2. Обобщенная структура ячейки ассоциативной среды.

1.4. Выводы.

2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛИ СЕТЕВОГО КОНТРОЛЛЕРА НА ОСНОВЕ АССОЦИАТИВНОЙ СРЕДЫ С СОВМЕЩЕНИЕМ ФУНКЦИЙ УПРАВЛЕНИЯ, ХРАНЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ.

2.1. Анализ подходов к построению моделей сетевого контроллера.

2.2. Информационная модель сетевого контроллера.

2.2.1. Основные положения построения информационной модели сетевого контроллера.

2.2.2. Иерархическая организация объектов информационной модели.

2.3. Разработка модели сетевого контроллера.

2.4. Разработка способа и схем управления обработкой информации в ассоциативной среде с совмещением функций управления, хранения и обработки.

2.4.1. Анализ моделей автоматных управляющих структур на основе ассоциативной памяти.

2.4.2. Разработка способа и схем управления обработкой информации в ассоциативной среде.

2.4.3. Совмещение функций управления, хранения и обработки информации в многокоор'динатной ассоциативной среде.

2.5. Выводы.

3. РАЗРАБОТКА АССОЦИАТИВНОЙ СРЕДЫ ДЛЯ

ПОСТРОЕНИЯ СЕТЕВОГО КОНТРОЛЛЕРА.

3.1. Разработка ассоциативных элементов ассоциативной среды.

3.1.1. Структура ассоциативного элемента сетевого контроллера.

3.1.2. Разработка базовых ассоциативных элементов.

3.1.3. Сравнение свойств ассоциативных элементов.

3.1.4. Схемная реализация базовых ассоциативных элементов среды для построения сетевого контроллера.

3.2. Ассоциативная среда для представления и организации функционирования сетевого контроллера.

3.2.1. Представление функциональных узлов сетевого контроллера в ассоциативной среде.

3.2.2. Правила структурной организации ассоциативной среды.

3.2.3. Организация ассоциативной среды для сетевого контроллера.

3.3. Программируемая матрица ассоциативных элементов.

3.4. Выводы.

4. РАЗРАБОТКА СЕТЕВОГО КОНТРОЛЛЕРА, ОЦЕНКА

ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И СЛОЖНОСТИ

ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ.

4.1. Разработка прототипа контроллера на основе ассоциативной среды.

4.1.1. Структура прототипа контроллера мультиплексного канала.

4.1.2. Реализация функциональных узлов прототипа контроллера мультиплексного канала.

4.2. Оценка эффективности функционирования и сложности реализации контроллера. Результаты внедрения.

4.2.1. Оценка эффективности функционирования прототипа контроллера мультиплексного канала.

4.2.2. Оценка сложности реализации контроллера.

4.2.3. Сравнительная оценка сложности реализации контроллера мультиплексного канала.

4.2.4. Результаты внедрения прототипа контроллера мультиплексного канала.

4.3. Выводы.

Возможности совершенствования вычислительной техники и систем обработки информации, базирующиеся, во многом, на основополагающих принципах, предложенных Ч. Бэббиджем и Дж. фон Нейманом, практически исчерпаны. Причем, проблемы, возникшие вследствие заложенных еще на ранних этапах развития вычислительной техники противоречий, характерны как для отдельных вычислительных машин, так и для распределенных вычислительных комплексов, сетей и систем. К данным противоречиям относится, во-первых, разделение функций управления, хранения и обработки информации, во-вторых, иерархичность построения отдельных компонентов и систем в целом. Неизбежным следствием этого является расходование значительных вычислительных и коммуникационных ресурсов на информационный обмен между элементами систем.

В последнее время ситуация изменилась. Активизировались поиски и исследования новых методов и средств обработки информации, направленные на преодоление указанных противоречий. Однако^ если для отдельных вычислительных машин уже возникли и реализуются плодотворные идеи по организации и функционированию новых высокоэффективных методов и средств хранения и обработки информации, в том числе использующие новые подходы к совмещенному представлению и обработке информации (ассоциативные, нейросетевые, а также принципиально новые архитектурные и технологические решения, связанные с переходом на субмикронные и нанотехнологии, а также с успехами молекулярной и биомолекулярной электроники), то для распределенных вычислительных комплексов, сетей и систем обработки информации указанные выше противоречия обусловлены, не в меньшей степени, следующими причинами:

• физической распределенностью элементов системы, которая не позволяет решить проблему совмещения процессов управления, хранения и обработки информации во времени и в пространстве;

• двойственностью представления самой передаваемой информации в системе: с одной стороны, это данные, которые требуется обработать, с другой - инструкции для управления обработкой данных.

И если первая из вышеуказанных проблем на современном этапе и в ближайшей перспективе является трудноразрешимой, то для решения второй проблемы используются различные подходы, основными из которых являются следующие:

• распараллеливание процессов управления и обработки информации, что, однако, приводит к необходимости решения сложных задач синхронизации, представления информации в целостном виде, к необходимости одновременного управления функционирования многими объектами с использованием специализированных средств для обмена информации - сетевых контроллеров, а также к усложнению их алгоритмического и программного обеспечения.

• ассоциативные методы и средства коллективного доступа к информации с совмещением функций хранения и обработки информации.

Одними из наиболее перспективных средств, предназначенных для реализации таких методов, являются ассоциативные среды [16, 40]. Но для использования свойств ассоциативной среды для решения вышеуказанной проблемы в распределенных системах обработки информации необходимо решить ряд задач:

• совместить функции управления, распределенного хранения и параллельной обработки информации непосредственно в ассоциативной среде при информационном обмене в системе;

• организовать ассоциативную среду таким образом, чтобы она, с одной стороны, была адекватна предлагаемым способам управления, распределенного представления и обработки информации и, с другой стороны, могла быть эффективно реализована на современной элементной базе;

• разработать средства информационного обмена - сетевые контроллеры - для распределенных систем обработки информации на основе ассоциативной среды с совмещением функций управления, хранения и обработки информации;

• обеспечить оптимальное сопряжение средств информационного обмена на основе распределенной ассоциативной среды с другими элементами вычислительной системы при организации информационного обмена.

Целью работы является исследование и разработка сетевых контроллеров на основе ассоциативной среды с совмещением функций управления, хранения и обработки информации, а также способов организации их функционирования в системах обработки информации.

Для достижения поставленной цели в диссертации решаются следующие основные задачи:

• анализ подходов к построению и функционированию сетевых контроллеров;

• разработка информационной модели сетевого контроллера и её реализация на основе ассоциативной среды;

• разработка способа организации управления обработкой информации в самой ассоциативной среде при передаче данных;

• разработка ассоциативных элементов, а также разработка и моделирование ассоциативной среды с совмещением функций управления, хранения и обработки;

• разработка и моделирование сетевого контроллера на основе ассоциативной среды с совмещением функций управления, хранения и обработки;

• оценка эффективности функционирования и сложности реализации сетевого контроллера на основе ассоциативной среды.

Объектом исследований являются сетевые контроллеры, методы и средства их построения и функционирования на основе ассоциативной среды.

Методы исследований базируются на теориях арифметических и логических основ вычислительной техники, системного анализа, ассоциативных преобразований, теории автоматов. Экспериментальные исследования для подтверждения полученных в Ходе диссертационной работы результатов проводились на основе моделирования с использованием реального макета на программируемых логических интегральных схемах.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Предложена информационная модель сетевого контроллера для представления и реализации его функциональных узлов в ассоциативной среде.

2. Предложен способ и схемы управления обработкой информации в ассоциативной среде, различающиеся вариантами активизации поисковых аргументов, масок, а также изменением состояний ассоциативных ячеек.

3. Разработаны ассоциативные элементы среды, реализующие функции памяти, сравнения и взаимодействия.

4. Разработана ассоциативная среда, с совмещением функций хранения, обработки и управления информацией.

5. Исследована организация ассоциативной среды на основе различных типов ассоциативных элементов: памяти, взаимодействия, сравнения.

6. Предложена структура программируемой матрицы ассоциативных элементов для реализации сетевых контроллеров.

7. Осуществлена разработка и моделирование сетевого контроллера на основе ассоциативной среды с совмещением функций управления, хранения и обработки.

Практическая ценность работы состоит в следующем.

1. Предложенная информационная модель является основой для проектирования различных устройств обработки, хранения и передачи информации.

2. Разработаны схемы элементов ассоциативной среды и предложена их реализация на основе ПЛИС.

3. Реализован прототип контроллера мультиплексного канала по стандарту М1Ь-51с1-1553 на основе ассоциативной среды.

4. Предложенная структура программируемой матрицы ассоциативных элементов предназначена для создания широкого спектра устройств цифровой обработки информации и сетевых контроллеров и сочетает гибкость программируемых схем и свойства ассоциативной среды.

Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций, сформулированных в диссертации, подтверждается результатами вычислительных экспериментов и данными, полученными при имитационном моделировании и испытаниях прототипа сетевого контроллера на основе ассоциативной среды.

Реализация результатов работы. Результаты исследований использованы при разработке контроллера резервированной магистрали по стандарту М1Ь-з1сМ553 в системе обработки информации авиакосмической техники, созданной «НПО Рубикон-Инновация» (г. Смоленск), а также связных контроллеров интегрированной оперативно-диспетчерской региональной системы электроэнергетики, разработанной ООО «Спонг» (г. Смоленск).

Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований -грант Президента Российской Федерации № 01-15-99556 (проект «Ассоциативные системы и среды хранения и обработки информации: теория и прикладные разработки»).

Научные и практические результаты работы включены в курсы лекций «Ассоциативные системы хранения и обработки информации», «Организация ЭВМ и систем», «Аппаратная организация алгоритмов» на кафедре вычислительной техники филиала ГОУ ВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Смоленске, используются в курсовом и дипломном проектировании студентов.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: УИ-1Х Научно-технических конференциях ВУ ВПВО ВС РФ (г. Смоленск, 1999-2001); Научно-технической конференции, посвященной 40-летию Смоленского филиала МЭИ (ТУ) «Компьютерные технологии и электроника» г. Смоленск, 2001); Межвузовской научно-методической конференции, посвя0 щенной 50-летию РГОТУПС «Современные информационные технологии в научных исследованиях, образовании и управлении» (г. Смоленск, 2001); Международной научной конференция «Математические методы в интеллектуальных информационных системах ММИИС-2002» (г. Смоленск, 2002); 9-й Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов (г. Москва, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ. Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа изложена на 149 страницах, из них 125 страниц основного текста, 67 рисунков, 23 таблицы, и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 90 наименований на 8 страницах и 3-х приложений на 24 страницах. Основные положения, выносимые на защиту.

Основные результаты работы заключаются в следующем,

1. Предложена информационная модель сетевого контроллера на основе принципов ассоциативного представления и преобразования информации. Модель предназначена для представления и реализации функциональных узлов сетевого контроллера в ассоциативной среде.

2. Предложены способы описания функционирования объектов информационной модели сетевого контроллера на основе ассоциативной среды при помощи диаграмм и таблиц смены структурированных образов (временных ассоциаций).

3. Предложен способ и схемы управления обработкой информации в ассоциативной среде, различающиеся вариантами активизации поисковых аргументов, масок, а также изменением состояний ассоциативных ячеек. Рассмотрены примеры организации предложенных схем управления в ассоциативной среде.

4. Разработана ассоциативная среда с совмещением функций управления, хранения и обработки информации и исследованы возможности её использования при построении сетевых контроллеров.

5. Разработаны базовые ассоциативные элементы среды, реализующие функции памяти, сравнения и взаимодействия.

6. Предложена структура и исследована организация ассоциативной среды для реализации функциональных узлов сетевого контроллера.

7. Предложены типовые реализации функциональных узлов сетевого кон- ' троллера основе разработанных элементов ассоциативной среды, а также приведены их параметрические описания.

8. Разработана программируемая матрица ассоциативных элементов, предназначенная для схемотехнической реализации сетевого контроллера. Приведена оценка сложности её реализации.

9. Разработана структура контроллера мультиплексного канала на основе многокоординатной ассоциативной среды, с совмещением функций управления, хранения и обработки информации.

10. Проведена оценка эффективности функционирования контроллера мультиплексного канала, результаты которой позволяют судить о большей эффективности контроллера, реализованного на основе ассоциативной среды, по сравнению с контроллером, реализованным на стандартных элементах, за счет меньшего времени доступа.

11. Выполнена оценка сложности реализации контроллера мультиплексного канала как на основе ассрциативной среды, так и на основе стандартных элементов. По сложности реализации контроллер на основе ассоциативной среды уступает минимизированной схеме на базе стандартных элементов. Однако он имеет более простую структуру по критерию «число используемых входов» элементов по сравнению с реализацией на основе программируемой логики. Реализация контроллера мультиплексного канала с использованием программируемой матрицы ассоциативных элементов имеет наилучшую оценку среди вариантов на основе программируемых схем.

12. Разработан действующий прототип контроллера мультиплексного канала, испытания которого подтвердили на практике обоснованность предложенных технических решений. Результаты исследований использованы при разработке контроллера резервированной магистрали по стандарту MIL-std-1553 в системе обработки информации авиакосмической техники, а также связных контроллеров интегрированной оперативно-диспетчерской региональной системы электроэнергетики.

119

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена научно-техническая задача исследования и разработки сетевых контроллеров на основе ассоциативной среды с совмещением функций управления, хранения и обработки информации, а также способов организации их функционирования в системах обработки информации.

1. Акчурин И. А. Единство естественнонаучного знания. М.: Наука, 1974. — 207 с.

2. Аппаратные средства локальных сетей/ М. Гук. — СПб.: Питер. 2001. — 572с.

3. Ассоциативная запоминающая матрица: Пат. № 2025797 РФ, МКИ вПС 15/00 / И. В. Огнев, В. В. Борисов. Опубл. 1994, Бюл. № 24.

4. Ассоциативная запоминающая матрица: Пат. № 2065207 РФ, МКИ С11С 15/00 / И. В. Огнев, В. В. Борисов. Опубл. 1996, Бюл. № 22.

5. Ассоциативное запоминающее устройство: А. с. № 1718274 РФ, МКИ вПС 15/00 / И. В. Огнев, О. В. Исаев, В. В. Борисов, В. М. Константинов-ский. Опубл. 1992, Бюл. №9.

6. Ассоциативное запоминающее устройство: А. с. № 1793475 РФ, МКИ Ы 1С 15/00 / И. В. Огнев, В. В. Борисов, О. В. Исаев. Опубл. 1993, Бюл. № 5.

7. Ассоциативное запоминающее устройство: А. с. № 1805499 РФ, МКИ вПС 15/00 / И. В. Огнев, В. В. Борисов. Опубл. 1993, Бюл. № 12.

8. Ассоциативное запоминающее устройство: А. с. № 1824650 РФ, МКИ вПС 15/00 / И. В. Огнев, В. В. Борисов. Опубл. 1993, Бюл. № 24.

9. Ассоциативное запоминающее устройство: А. с. №1833917 РФ, МКИ 1С 15/00 / В. В. Борисов. Опубл. 1993, Бюл. № 30.

10. Ассоциативное запоминающее устройство: А. с. № 1837362 РФ, МКИ вПС 15/00 / И. В. Огнев, О. В. Исаев, В. В. Борисов, В. М. Константинов-ский, В. Г. Калишев, М. Ю. Королев. Опубл. 1993, Бюл. № 32.

11. Ассоциативное запоминающее устройство: Пат. № 2001451 РФ, МКИ1С 15/00 / И. В. Огнев, В. В. Борисов. Опубл. 1993, Бюл. № 37-38.

12. Ассоциативное запоминающее устройство: Пат. № 2025796 РФ, МКИ вПС 15/00 / И. В. Огнев, О. В. Исаев, В. В. Борисов, В. М. Константинов-ский. Опубл. 1992, Бюл. № 9.

13. Ассоциативное запоминающее устройство: Пат. №2037892 РФ, МКИ С11С 15/00 / И. В. Огнев, В. В. Борисов. Опубл. 1995, Бюл. № 17.

14. Ассоциативное запоминающее устройство: Пат. № 2045787 РФ, МКИ вПС 15/00/ В. В. Борисов. Опубл. 1995, Бюл. № 28.

15. Борисов В. В. Концепция ассоциативной синархической среды (синатро-на)// Сб. трудов МФИ'96, Международный форум информатизации 96. Информационные средства и технологии. М:. 1996. - С. 31-35.

16. Борисов В. В. Исследование и разработка многокоординатных ассоциативных запоминающих устройств и среды хранения и обработки информации: Автореферат докт. дис. М.: МЭИ (ТУ), 1997. - 37 с.

17. Борисов В. В., Полячков А. В. Модель многоуровневого сетевого контроллера на основе ассоциативной среды/ Сб. науч. тр. № 6 ВУ ВПВО ВС РФ. -Смоленск: Изд-во ВУ ВПВО ВС РФ, 2001. С. 41-44.

18. Борисов В. В., Полячков А. В. Подход к созданию многоуровневых сетевых контроллеров на основе многокоординатной ассоциативной среды/ Сб. науч. тр. №5 ВУ ВПВО ВС РФ. Смоленск: Изд-во ВУ ВПВО ВС РФ,2000.-С. 33-35.

19. Борисов В. В., Полячков А. В. Совмещение функций управления, хранения и обработки информации в ассоциативных средах/ Информационный бюллетень Академии военных наук. Смоленск: Изд-во ВУ ВПВО ВС РФ,2001.-С. 26-29.

20. Бусленко Н. П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1988.

21. Глушков В. М. Синтез цифровых автоматов. М.: Физматгиз, 1962. — 476 с.

22. Глушков В. М. Теория автоматов и вопросы проектирования структур цифровых машин// Кибернетика, 1965, №1. — С. 3-11.

23. Дитрих Д., Лой Д., Швайнцер Г.-Ю. ЛОН технология. Построение распределенных приложений/ Пер. с нем. под. ред. О. Б. Низамутдинова. -Пермь: Звезда, 1999. - 424 с.

24. Иерархическая система ассоциативной памяти: Пат. № 2025795 РФ, МКИ G11С 15/00 / В. В. Борисов, И. В. Огнев. Опубл. 1994, Бюл. № 24.

25. Калашников В. В., Рачев С. Т. Математические методы построения стохастических моделей обслуживания. М.: Наука, 1988.

26. Комплект БИС для организации мультиплексных каналов межмодульного обмена информацией/ Микропроцессорные средства и системы, 1984, № 3. С. 18-23.

27. Комплект интерфейсных БИС серии К588 для мультиплексного канала. — Изделия электронной техники и их применение. 1986, вып. 2 (150). С.3-6.

28. Кохонен. Т. Ассоциативная память. М.: Мир, 1980. - 240 с.

29. Кохонен Т. Ассоциативные запоминающие устройства. М.: Мир, 1982. — 384 с.

30. Куприянов М. С. Цифровая обработка сигналов. Процессоры. Алгоритмы. Средства проектирования/ М. С. Куприянов, Е. Д. Матюшкин. — 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: Политехника, 2002. — 592 с.

31. Курицин Е. А., Полячков А. В. Моделирование ассоциативной среды на программируемой логике// Тез. докл. 9-й Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов, 2003, Москва, Том 1. С. 340.

32. Курицин Е. А., Полячков А. В. Особенности представления информационных объектов в ассоциативной среде// Тез. докл. 9-й Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов, 2003, Москва, Том 1. — С. 341.

33. Курицин Е. А., Полячков А. В. Реализация конечных автоматов в структуре ассоциативной среды/ Сб. тр. Междунар. науч. конф. Математические методы в интеллектуальных информационных системах, ММИИС-2002. — Смоленск, 2002. С. 102-105.

34. Макс Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях: В 2-х томах. Пер. с франц. М.: Мир, 1983. - Т. 1. - 312 с.

35. Метлицкий Е. А. Каверзнев В. В. Системы параллельной памяти: Теория, проектирование, применение/ Под. ред. В. И. Тимохина. JL: Изд-во Ленинградского ун-та. 1989. - 240 с.

36. Нейман Дж. Теория самовоспроизводящихся автоматов. М.: Мир, 1971. -384 с.

37. Новиков Ю. В. Локальные сети: архитектура, алгоритмы, проектирование. М.: ЭКОМ, 2000.-308 с.

38. Нуссбаумер Г. Быстрое преобразование Фурье и алгоритмы вычисления сверток: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1985. - 248 с.

39. Огнев И. В., Борисов В. В. Ассоциативные среды. — М.: Радио и связь, 2000.-312 с.

40. Огнев И. В., Борисов В. В. Интеллектуальные системы ассоциативной памяти. М.: Радио и связь, 1996. - 176 с.

41. Питерсон Дж. Теория сетей Петри и моделирование систем. — М.: Мир, 1984.

42. ПЛИС фирмы ALTERA: элементная база, система проектирования и языки описания аппаратуры/ В. Б. Стешко. М.: Додека - XXI, 2002. - 573 с.

43. Полячков А. В. Ассоциативные среды с совмещением функций управления хранения и обработки информации/ Сб. тр. Междунар. науч. конф. «Математические методы в интеллектуальных информационных системах, ММИИС-2002». Смоленск, 2002. - С. 112-113.

44. Полячков А. В., Курицин Е. А. Система моделирования и отладки перспективных ассоциативных структур и схем/ Сб. тр. IX Воен.-техн. конф. ВУ ВПВО ВС РФ. Смоленск, 2001. - С. 54-55.

45. Полячков А. В. Функционально-логическое моделирование каналов связи/ Сб. тр. VIII Науч-техн. конф. ВУ ВПВО ВС РФ. Смоленск, 2000. - С. 6869.

46. Потемкин И. С. Функциональные узлы цифровой автоматики. М.: Энер-гоатомиздат, 1988. - 320 с.

47. Пупырев Е. И. Перестраиваемые автоматы и микропроцессорные системы. -М.: Наука, 1984.- 192 с.

48. Романов М. П. Ассоциативная память на логических элементах/ Автоматическое управление и интеллектуальные системы, М., 1996. С. 52-56.

49. Советов Б. Я., Яковлев С. А. Моделирование систем: Учеб. для вузов 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2001. - 343 с.

50. Современные микроконтроллеры: Архитектура, средства проектирования, примеры применения, ресурсы сети Интернет, «Телесистемы»/ Под. ред. И. В. Коршуна. М.: Акрим, 1998. - 272 с.

51. Соловьев В. В., Васильев А. Г. Программируемые логические интегральные схемы и их применение. — Минск: Беларуская навука, 1998. -270 с.

52. Соловьев В. В. Проектирование функциональных узлов цифровых систем на программируемых логических устройствах. — Минск: Бестпринт, 1996. — 252 с.

53. Соловьев В. В. Проектирование цифровых систем на основе программируемых логических интегральных схем. М.: Горячая линия — Телеком, 2001.-636 с.

54. Угрюмов Е. П. Цифровая схемотехника. СПб.: БХВ-Петербург, 2001.— 528 с.

55. Фритч В. Применение микропроцессоров в системах управления: Пер с нем. М.: Мир, 1984. - 464 с.

56. Хвощ С. Т. Анализ информационных и временных параметров мультиплексных последовательных каналов. В кн. Применение микропроцессорных комплектов БИС при разработке радиоэлектронной аппаратуры. — JL: ЛДНТП, 1983.-С. 17-23.

57. Хвощ С. Т., Васильев А. Н., Кудрявцев В. А. Архитектура мультиплексных каналов последовательной передачи данных/ Зарубежная радиоэлектроника. 1984, №12.-С. 67-82.

58. Хокни Р. Джессхоуп К. Параллельные ЭВМ. Архитектура программирование и алгоритмы: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1986. — 392 с.

59. Цифровая обработка информации на основе быстродействующих БИС/ Под ред. В. Г. Домрачева. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 136 с.

60. Шевкопляс Б. В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения: Справочник. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1990. - 512 с.

61. ЭЛКУС ЗАО Электронная компания. Каталог июль 2001, Санкт Петербург, 2001.-78 с.

62. Ячейка ассоциативной памяти: А. с. № 1718275 РФ, МКИ G11C 15/00 / И. В. Огнев, В. В. Борисов, О. В. Исаев, В. И. Константинов, В. М. Кон-стантиновский. Опубл. 1992, Бюл. № 9.

63. Ячейка ассоциативной памяти: А. с. № 1751817 РФ, МКИ G11C 15/00 / И. В. Огнев, В. В. Борисов, О. В. Исаев. Опубл. 1992, Бюл. № 28.

64. Ячейка ассоциативной памяти: Пат. №2054859 РФ, МКИ G11C 15/00 / В. В. Борисов, И. В. Огнев. Опубл. 1996, Бюл. № 5.

65. ACT Family FPGA Data Book, Actel, 1990.

66. A freamework for hardware/software codesing/ S. Kumar, B. Frank, L. Fine etal.// IEEE Computer, 1993, desember, p. 39-45.70