浮点乘加中混合算术加法可信性增强关键技术的研究

发布时间：2021-09-02 14:41

　　系统可信性是在正确性、可靠性、安全性、可维护性等众多概念的基础上发展起来的一个新概念。一般认为,系统具有高可信性是指系统的动态行为及其结果总是符合人们的预期,系统在受到诸如操作错误、环境变化、外部攻击等干扰时仍能成功地向用户提供连续的服务。工业界和学术界逐步认识到可信性已经成为信息系统的内在固有属性。然而,可信性不是安全性、可靠性等诸多属性的简单叠加。传统衡量系统质量的各个属性是从不同的视角定义的,它们之间存在相互关联和影响,将它们综合起来作为可信性的解释并不合理。目前,学者们仍不断尝试从各个角度、多种层次去诠释系统可信性,并以此为指导发展系统可信性增强技术。系统可信性研究范围非常广泛,涉及计算机系统的各个领域。小到简单的硬件模块,大到复杂的分布式网络系统都存在可信性问题。系统可信性研究既要对多个领域的共性问题进行理论探讨,也要针对具体应用领域的特点进行技术创新。本文在研究系统可信性一般性问题的基础上,着重对计算机算术领域混合算术加法中的可信性问题及其相应的可信性增强技术进行了研究和探索,希望对提高微处理器计算部件的设计水平有所帮助。本文在社会学、心理学等领域提出的信任模型和计算机领域... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：251 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 系统可信性
        1.1.2 计算机算术
        1.1.3 浮点乘加部件
        1.1.4 浮点乘加部件中算术加法可信性
    1.2 系统可信性研究现状
        1.2.1 信任模型
        1.2.2 可信计算
        1.2.3 系统可信性模型
    1.3 浮点乘加部件中混合算术加法可信性问题研究现状
        1.3.1 经典的并行算术加法算法
        1.3.2 浮点乘加部件中的算术加法
        1.3.3 如何提高浮点乘加部件算术加法的可信性
    1.4 论文主要工作
    1.5 论文结构
第二章 信任模型及系统可信性模型
    2.1 引言
    2.2 通用信任模型
        2.2.1 可信性的演化
    2.3 系统可信性模型
        2.3.1 系统可信性维度(System Trustworthiness Dimensions)
        2.3.2 基于知识的系统可信性增强
    2.4 再看浮点乘加部件中算术加法可信性
    2.5 小结
第三章 浮点乘加部件中循环进位/并行前缀混合算术加法
    3.1 引言
    3.2 循环进位/并行前缀混合加法器的算法描述
        3.2.1 循环进位算术部件系统结构
        3.2.2 减法的实现
        3.2.3 减法和加法的整合
        3.2.4 End-around-carry logic unit
    3.3 循环进位/并行前缀混合加法器的实现
    3.4 循环进位/并行前缀混合加法器不同设计方案分析比较
    3.5 小结
第四章 基于半群理论的算术加法形式化分析与正确性证明
    4.1 引言
    4.2 基于半群理论的基本算术加法算法形式化分析与正确性证明
        4.2.1 基础知识
        4.2.2 串行前缀算术加法算法的证明
        4.2.3 并行前缀算术加法算法的证明
    4.3 选择进位/并行前缀混合算术加法通用系统结构及其正确性证明
        4.3.1 基础知识
        4.3.2 选择进位/并行前缀混合算术加法算法形式化证明框架
    4.4 混合加法器实例的形式化证明
        4.4.1 常规混合加法器的形式化证明
        4.4.2 具有伪进位的混合算术加法器
    4.5 循环进位/并行前缀混合算术加法通用系统结构及其正确性证明
        4.5.1 基础知识
        4.5.2 循环进位算术加法通用算法描述
        4.5.3 循环进位/前缀混合算术加法通用系统结构
    4.6 小结
第五章 面向方面的硬件设计空间搜索方法
    5.1 引言
    5.2 面向方面硬件设计空间搜索方法概述
        5.2.1 AspectC++ 与 System C
        5.2.2 基于SystemC 和 AspectC++ 的设计空间搜索方法
    5.3 基于面向方面的硬件系统原型构建与仿真
        5.3.1 基于AOP 和 System C 的高层次建模方法
        5.3.2 应用实例
        5.3.3 仿真结果
    5.4 基于面向方面的高层次功耗评估方法
        5.4.1 基于AOP 的功耗评估流程
        5.4.2 实例及其功耗模型说明
        5.4.3 基于SystemC 和 AOP 的功耗评估方法
        5.4.4 多功耗宏模型评估和多精度功耗评估
        5.4.5 实验结果
    5.5 小结
第六章 基于模型驱动开发和面向服务建模的硬件高层次建模与设计方法
    6.1 引言
    6.2 MDA 的基本概念
        6.2.1 MARTE 简介
        6.2.2 UML Profile for SOC 简介
    6.3 面向服务的硬件系统建模与设计方法
        6.3.1 面向服务的硬件建模与设计方法概述
        6.3.2 UML Profile for SoC 到System C 的转换
        6.3.3 MARTE 到 UML Profile for SoC 的转换
        6.3.4 示例
    6.4 硬件系统高层次建模对 AOP 支持的讨论
    6.5 小结
第七章 结束语
    7.1 本文的主要贡献
    7.2 进一步的工作
致谢
参考文献
攻读博士期间取得的学术成果
攻读博士期间参加的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]“可信软件基础研究”重大研究计划综述[J]. 刘克,单志广,王戟,何积丰,张兆田,秦玉文.  中国科学基金. 2008(03)
[2]可信计算研究进展[J]. 张焕国,罗捷,金刚,朱智强,余发江,严飞.  武汉大学学报(理学版). 2006(05)
[3]构造基于推荐的Peer-to-Peer环境下的Trust模型[J]. 窦文,王怀民,贾焰,邹鹏.  软件学报. 2004(04)

博士论文
[1]基于信任和服务模型的普适计算安全问题研究[D]. 孙道清.东华大学 2008
[2]计算机算术中若干前缀计算问题的研究[D]. 孙海平.合肥工业大学 2006



本文编号：3379197