基于形式领域融合的信息处理机及构造方法技术

本发明专利技术公开了一种基于形式领域融合的信息处理机及构造方法。所述处理机包括融合器池、融合调度器、场工厂、场存储器及融合引擎；该处理器通过执行我们定义的信息融合脚本“场叙”实现信息处理与问题求解，主要组成部件有融合器池、融合调度器、场工厂及场存储器。场工厂根据场叙存储器中的场叙，向融合调度器申请所需的融合器，生成相应于场叙的场，并启动其运行。融合器的分派、多场共享、回收等事务，均由融合调度器进行。融合器的基位于相应的处理机中，但其扩展位于处任意其他的符合规范的计算节点上，构成分布式可重构计算体系。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机系统结构领域，特别涉及一种基于可重构原理的处理机及构造方法。
技术介绍
处理器(机)的系统结构，决定着处理机中央处理机构的性能、功能及使用方式。目前流行的处理器系统结构一般都为基于Von Neumann的体系，基本特征是存储程序，而程序由指令构成，指令由处理器的控制系统执行。指令主要有算逻运算、传输、转移、分支等几类。指令的种类决定了应用方式。目前的各类计算机CPU几乎都基于这种体系。但随着计算机应用需求的发展，这种传统体系的计算机在性能提高上将遇到极限，在应用模式上也成为阻碍应用发展的因素。 多年来研究人员一直在追求新的信息处理体系，如数据流计算、可重构计算、神经网络计算、超导计算、量子计算、光子计算和生物计算(DNA计算)。但不是由于物理实现的不可能性，就是由于计算能力的局限性与使用模式的困难性，使得这些研究迄今为止尚未有实际应用。本专利技术就是从解决这几个技术障碍的目的出发，给出一种创新的且可方便投入物理实现的计算机系统结构。计算机系统结构，决定这计算机中央处理机构的性能、功能及使用方式。目前流行的处理器系统结构为Von Neumann,基本特征是存储程序,而程序由指令构成,指令有处理器的控制系统执行。指令主要有算逻运算、传输、转移、分支等几类。指令的种类决定了应用方式。目前的各类计算机CPU几乎都基于这种体系。但随着计算机应用需求的发展，这种传统体系的计算机在性能提高上将遇到极限，在应用模式上也成为阻碍应用发展的因素。多年来研究人员一直在追求新的计算机体系，如数据流计算、可重构计算、神经网络计算、超导计算、量子计算、光子计算和生物计算(DNA计算)。但不是由于物理实现的可能性，就是由于计算能力的局限性与使用模式的困难性，使得这些研究迄今为止尚未有实际应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于形式领域的信息处理机。本专利技术的另一目的在于，提供一种基于形式领域的信息处理机的构造方法。为了达到上述第一目的，本专利技术采用以下技术方案本专利技术一种基于形式领域融合的信息处理机，包括融合器池、融合调度器、场工厂、场存储器及融合引擎；所述融合器池，是物理场基融合器的集合，每个场基融合器用于完成一项既定功倉泛;所述融合调度器，负责管理融合器池的使用，并接受融合引擎的请求，从融合器池中分配融合器，或者，当融合器池中没有足够的融合器时，按照预定义的优先级或者轮转规则从现存的场中借用融合器，实现融合器的共享；当一个场停止运行时，融合调度器负责回收融合器到融合器池；所述场工厂根据场叙存储器中的场叙，生成可直接在场叙融合器上运行的场映像；所述场存储器用于存储场叙，所述场叙是控制指令集合，一个场叙用于描述一个计算任务；所述融合引擎为顶级控制机构，负责通过融合调度器为场映像中的虚拟融合器分配物理融合器以使其运行。 优选的，所述融合器池为独立的基融合器的集合，包括库所池、管道池、传感器池、开关池、服务器池、处理器池、I/o适配器池、广播器池及接收器池。优选的，所述I/O适配器池为多种基I/O适配器池。优选的，所述场映像中还包括作为融合器软件代理的融合器柱，所述融合器柱为场叙中的融合器非转换为虚拟的融合器。优选的，所述场基融合器包括输入监听单元、输出监听单元、处理单元、状态单元、数据缓冲单元及配置参数单元；输入监听单元，动态地检查输入端是否有新数据到达，如有且“数据缓冲区”有空闲，则接收数据，存入“数据缓冲区”；输出监听单元，如果“数据缓冲区”内有待输出的数据，则动态检查输出端是否可以输出数据，输出端连接的融合器同意接收时，称为可以输出，如果可以，则执行数据发送；处理单元，融合器的功能的执行机构，实现对输入数据的处理，产生输出数据；状态单元，管理融合器的各种状态，并且接受控制机构的状态查询，融合器的状态有“虚拟”、“空闲”、“忙碌”、“等待”四种，其中，“虚拟”态仅针对虚拟融合器，表示目前的融合器不是物理融合器，而是融合器的软件代理；“空闲”态表示融合器尚未被分配使用；“忙碌”态表示融合器正在工作；“挂起”态表示融合器被分配，但处理单元处在不工作状态，等待输入数据到达；数据缓冲单元，融合器的内部数据缓冲区，包括输入数据的缓冲，输出数的缓冲，临时数据暂存等；配置参数单元，融合器的行为的配置参数，由外部系统植入。为了达到上述第二目的，本专利技术采用以下技术方案基于形式领域融合的信息处理机的构造方法，包括下述步骤SI、信息处理机处理前的准备工作；S2、信息处理机的执行，是通过三个主动过程的并发执行和一个被动过程的被动执行；第一主动过程，场工厂动态检查场叙存储器中是否有未处理的场叙，如有，则将其转换为场映像；第二主动过程，融合引擎检查有无运行结束的场，如有，则通过融合调度器释放所占用的场基融合器，并关闭运行；然后，融合引擎按照既定的次序，检查场映像存储器中的每个场映像，如果发现融合器桩，则调用融合调度器试图为其分配物理的融合器，并启动相应的融合器； 第三主动过程，各个融合器被启动后一直处于运行状态，接收输入，进行处理，产生输出，直到被融合调度器关闭为止；被动过程，融合调度器接收融合引擎的调用，每调用一次就执行一次，负责融合器池的管理，为场映像中的合适的融合器桩分配物理融合器，或者，当场映像中的融合器需要被剥夺时，将其分配给其他场映像，并将该融合器用融合器桩代替；或者，当场运行结束后，回收融合器到融合器池。优选的，融合调度器的构造是通过下述方法实现的 S11、判断是何种协议，如果是分配协议，转步骤S13、否则转步骤S18 ；S12、返回融合器句柄；S13、融合器为非剥夺分配，检查融合器池中是否有满足条件的融合器，如果有，办理分配手续，令融合器句柄指向该融合器，转步骤S12 ；S14、如果分配协议中该分配请求是“不可剥夺”的分配，则不予进行剥夺分配，将融合器句柄置为空，转步骤S12 ；S15、如有是剥夺分配，对于每个优先权小于当前分配优先权的场，依优先权从小到大的次序进行下列处理；S16、检查场中相应的融合器是否有处于“等待”状态的，若有，选择该融合器作为剥夺分配对象；否则取一个其他融合器作为剥夺分配对象；S17、若为剥夺分配，生成一个融合器桩，暂停所选择的融合器的运行，将其状态保存在融合器桩中，将融合器句柄置为指向该融合器，转步骤S12 ；S18、将该融合器加入到相应的融合器池，并置状态为“空闲”，返回。优选的，场工厂的构造是通过下述方法实现的S21、响应请求，读入场叙；S22、准备创建一个场映像S23、逐行解释场叙，对每个融合器S23. I、生成该融合器的一个代理，为虚拟的融合器，称为“融合器桩”，其可以接受相应的连接关系，并作为融合器状态的寄存器，使得一旦替换为实际的融合器即可投入运行；S23. 2、检查融合器的输入端与输出端是否有其他融合器的桩生成，如果生成，则为输入或者输出建立连接；S23. 3、将该融合器状态置为“虚拟”，表示等待分配实际的融合器；S24、置所创建的场的状态为“挂起”；S25、将所创建的场映存储在场存储区，返回器存储位置信息，退出。优选的，融合引擎的构造是通过下述方法实现的S31、在场映像存储器中查找是否有处于“结束”状态的场，如有则对所有的处于“结束”状态的场，调用“融合本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于形式领域融合的信息处理机，其特征在于，包括融合器池、融合调度器、场工厂、场存储器及融合引擎；所述融合器池，是物理场基融合器的集合，每个场基融合器用于完成一项既定功能；所述融合调度器，负责管理融合器池的使用，并接受融合引擎的请求，从融合器池中分配融合器，或者，当融合器池中没有足够的融合器时，按照预定义的优先级或者轮转规则从现存的场中借用融合器，实现融合器的共享；当一个场停止运行时，融合调度器负责回收融合器到融合器池；所述场工厂根据场叙存储器中的场叙，生成可直接在场叙融合器上运行的场映像；所述场存储器用于存储场叙，所述场叙是控制指令集合，一个场叙用于描述一个计算任务；所述融合引擎为顶级控制机构，负责通过融合调度器为场映像中的虚拟融合器分配物理融合器以使其运行。

【技术特征摘要】
1.基于形式领域融合的信息处理机，其特征在于，包括融合器池、融合调度器、场工厂、场存储器及融合引擎； 所述融合器池，是物理场基融合器的集合，每个场基融合器用于完成一项既定功能； 所述融合调度器，负责管理融合器池的使用，并接受融合引擎的请求，从融合器池中分配融合器，或者，当融合器池中没有足够的融合器时，按照预定义的优先级或者轮转规则从现存的场中借用融合器，实现融合器的共享；当一个场停止运行时，融合调度器负责回收融合器到融合器池； 所述场工厂根据场叙存储器中的场叙，生成可直接在场叙融合器上运行的场映像； 所述场存储器用于存储场叙，所述场叙是控制指令集合，一个场叙用于描述一个计算任务； 所述融合引擎为顶级控制机构，负责通过融合调度器为场映像中的虚拟融合器分配物理融合器以使其运行。2.根据权利要求I所述基于形式领域融合的信息处理机，其特征在于，所述融合器池为独立的基融合器的集合，包括库所池、管道池、传感器池、开关池、服务器池、处理器池、I/O适配器池、广播器池及接收器池。3.根据权利要求2所述基于形式领域融合的信息处理机，其特征在于，所述I/O适配器池为多种基I/o适配器池。4.根据权利要求3所述基于形式领域融合的信息处理机，其特征在于，所述场映像中还包括作为融合器软件代理的融合器柱，所述融合器柱为场叙中的融合器非转换为虚拟的融合器。5.根据权利要求I或4所述基于形式领域融合的信息处理机，其特征在于，所述场基融合器包括输入监听单元、输出监听单元、处理单元、状态单元、数据缓冲单元及配置参数单元; 输入监听单元，动态地检查输入端是否有新数据到达，如有且“数据缓冲区”有空闲，则接收数据，存入“数据缓冲区”； 输出监听单元，如果“数据缓冲区”内有待输出的数据，则动态检查输出端是否可以输出数据，输出端连接的融合器同意接收时，称为可以输出，如果可以，则执行数据发送； 处理单元，融合器的功能的执行机构，实现对输入数据的处理，产生输出数据； 状态单元，管理融合器的各种状态，并且接受控制机构的状态查询，融合器的状态有“虚拟”、“空闲”、“忙碌”、“等待”四种，其中，“虚拟”态仅针对虚拟融合器，表示目前的融合器不是物理融合器，而是融合器的软件代理；“空闲”态表示融合器尚未被分配使用；“忙碌”态表示融合器正在工作；“挂起”态表示融合器被分配，但处理单元处在不工作状态，等待输入数据到达； 数据缓冲单元，融合器的内部数据缓冲区，包括输入数据的缓冲，输出数的缓冲，临时数据暂存等； 配置参数单元，融合器的行为的配置参数，由外部系统植入。6.基于权利要求5所述基于形式领域融合的信息处理机的构造方法，其特征在于，包括下述步骤 SI、信息处理机处理前的准备工作；S2、信息处理机的执行，是通过三个主动过程的并发执行和一个被动过程的被动执行； 第一主动过程，场工厂动态检查场叙存储器中是否有未处理的场叙，如有，则将其转换为场映像； 第二主动过程，融合引擎检查有无运行结束的场，如有，则通过融合调度器释放所占用的场基融合器，并关闭运行；然后，融合引擎按照既定的次序，检查场映像存储器中的每个场映像，如果发现融合器桩，则调用融合调度器试图为其分配物理的融合器，并启动相应的融合器； 第三主动过程，...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐德昱，齐启豪，封斌，李莉丽，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：