МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И

МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

Практическая работа №3

«Синтез параллельных многопроцессорных вычислительных структур»

по дисциплине: «Интеллектуальные системы»

Вариант №17

Выполнил:

студент группы БФИ2203

Мячина Л.А.

Проверил:

д.т.н., профессор

Кулагин В.П.

Москва, 2025

Цель работы

Изучение методов синтеза параллельных многопроцессорных вычислительных структур с использованием аппарата сетей Петри тензорной методологии.

Задание

1. Получить вариант задания у преподавателя на построение СП-модели N.

2. Построить структурную схему многопроцессорной системы для заданного варианта. Определиться с потоком входных (матрицы А и В) и генерируемых данных (матрица С).

3. Построить структуру процессорного элемента.

4. Построить таблицу, демонстрирующую потактовую работу построенной многопроцессорной структуры.

5. Построить СП-модель , описывающую работу построенной многопроцессорной системы.

6. Убедиться в корректности работы СП-модели путем сравнения с таблицей потактовой работы.

7. Выполнить цикл работ по анализу базовой СП-модели , включающих:

1. Декомпозицию исходной структуры на линейные и линейно-циклические фрагменты;

2. Построение примитивной системы;

3. Построение тензора преобразования.

8. Выполнить операцию синтеза исходной СП-модели .

9. Построить программу синтеза заданной СП-модели ( ).

10. Построить матричное описание СП-модели по полученной программе синтеза в системе координат примитивной системы.

11. Выразить построенную СП-модель в исходной системе координат (с помощью тензора преобразования).

12. Удалить эквивалентные вершины и провести моделирование построенной СП-модели с помощью программного комплекса GPTN.

13. Определить числовые характеристики построенной СП-модели по параметрам, согласованным с преподавателем.

14. Сделать выводы по работе.

15. Оформить отчет.

Индивидуальное задание:

Рисунок 1 – Индивидуальное задание

Структурная схема многопроцессорной системы для заданного варианта

Элементы матриц А и В подаются со смещением для организации задержек с целью одновременной подачи элементов матриц А и В на ПЭ.

Рисунок 2 – Схема матричного процессора

Будем считать, что за один такт происходят операции умножения элементов матриц А и В ( × ), а также сложение полученного произведения с частичной суммой.

Рисунок 3 – Структура процессорного элемента

Таблица 1 – демонстрация потактовой работы построенной многопроцессорной структуры

№ПЭ	Такты работы процессорных элементов
	1	2	3	4	5
ПЭ11	a11 × b1 + 0
ПЭ21		a21 × b1
ПЭ12		a11 × b1 + a12 × b2
ПЭ22			a21 × b1 + a22 × b2
ПЭ31			a31 × b1
ПЭ13			a11 × b1 + a12 × b2 + a13 × b3
ПЭ32				а31 × b1 + a32 × b2
ПЭ23				a21 × b1 + a22 × b2 + a23 × b3
ПЭ33					a31 × b1 + a32 × b2 + a33 × b3

На рис. 4 показана сеть Петри (СП) , с помощью которой моделируется матричная структура. Переходы СП-модели соответствуют ПЭ структуры, при помощи позиций b*_* происходит моделирование движения элементов матрицы B, а позиции с*_* моделируют движение частичных сумм элементов результирующего вектора С.

Рисунок 4 – СП-модель заданной многопроцессорной системы