一种新型的并行处理机的设计和算法

发布时间：2021-04-29 14:34

　　DNA计算是一种模拟生物分子DNA的结构并借助于分子生物技术进行计算的新方法,它开创了以化学反应作为计算工具的先例,具有广阔的应用前景。计算的高度并行性和巨大的存储容量是分子计算机的两种主要的优点,另外还有运算速度快,能量消耗低,抗电磁干扰等优点。但由于分子计算给出所有的解空间,如何使最优解和其他解分离是一个技术性很强的问题,当问题规模较大时“输出瓶颈”成为DNA计算机的主要障碍,因此目前还没有投入实际运行的分子计算机。电子计算已经发展了几十年,精确度高,编程性好。本文设计出了一种分子式计算的电子方式的并行处理机模型,使用的语言是Verilog HDL,并且已在FPGA平台上综合仿真成功。这个模型在一定程度上结合了分子计算和电子计算的优点。该模型采用阵列处理机的主要结构以及处理方式,主要包括了控制器、并行存储处理器、并行I/O系统和存储器等部件,主要是实现了独特的控制器和并行存储处理器以及输出系统。控制器设计了一套独特的指令集,包括算术逻辑运算指令和基本的控制指令。并行存储处理器包括并行存储处理阵列、地址变换模块、数据并行输入模块和输出模块四个功能部件,其中并行存储处理阵列是整个并行存... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 并行处理机
    1.2 并行处理技术
        1.2.1 并行处理技术概论
        1.2.2 并行处理技术分类
        1.2.3 并行处理技术的并行软件
        1.2.4 并行处理技术的发展
    1.3 阵列处理机和多处理机
    1.4 分子计算
        1.4.1 分子计算的发展
        1.4.2 分子计算的原理
        1.4.3 分子计算的优点
        1.4.4 分子计算的应用
        1.4.5 分子计算存在的问题
        1.4.6 分子计算的发展展望
    1.5 本文的研究内容
第二章 并行处理器的设计和实现
    2.1 FPGA
        2.1.1 FPGA简介
        2.1.2 FPGA的应用
        2.1.3 FPGA实现原理
        2.1.4 FPGA设计流程
    2.2 EDA工具综述
        2.2.1 Xilinx ISE软件的介绍
        2.2.2 Synplify/Synplify pro
        2.2.3 ModelSim
    2.3 Verilog HDL语言
    2.4 并行处理器的模型设计
        2.4.1 控制器的设计
        2.4.2 并行存储处理器的设计
    2.5 并行处理机模型的实现
第三章 采用四值逻辑的二分法算法设计
    3.1 四值逻辑
        3.1.1 四值逻辑概念
        3.1.2 设计思想
    3.2 基于四值逻辑的二分法的设计和实现
        3.2.1 基于四值逻辑的二分法的设计
        3.2.2 四值逻辑的二分法的实例设计
    3.3 算法的实现
第四章 最优值的并行查找算法的设计和实现
    4.1 并行查找算法设计思想
        4.1.1 并行计算
        4.1.2 最优解分离算法设计
    4.2 并行查找算法的实现实例一
    4.3 并行查找算法的实现实例二
第五章 总结展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
硕士期间发表论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]对阵列处理机和多处理机的深入比较[J]. 林智华.  福建金融管理干部学院学报. 2004(01)
[2]常用EDA工具介绍[J]. 吕坚,王涛,蒋亚东.  今日电子. 2003(12)
[3]DNA计算机原理、进展及难点（Ⅰ）:生物计算系统及其在图论中的应用[J]. 许进,张雷.  计算机学报. 2003(01)

硕士论文
[1]基于分子计算的并行处理机设计与实现[D]. 刘瑞贤.北京邮电大学 2009



本文编号：3167706