Розробка теоретичних основ, методів та засобів проектування сучасних високопродуктивних комп’ютерних систем у середовищах Ґрід- та хмарних систем

Розроблена нова архітектурна концепція організації паралельних обчислень у Грід-системах та хмарному середовищі з використанням програмованих логічних інтегральних схем (ПЛІС) як високопродуктивного гетерогенного обчислювального ресурсу з архітектурою програмованого операційного блоку з обробкою потоків даних, що дає змогу досягати оптимізованого відношення продуктивність-енергоспоживання та спростити програмування обчислювальних задач для цих систем. Розроблені нові підходи до диспетчеризації обчислювальних процесів у гетерогенних Грід-системах, які дозволяють оптимізувати завантаженість обчислювальних ресурсів, ефективно виконувати їх моніторинг. Розроблено новий метод ресинхронізації графів синхронних потоків даних, який забезпечує проектування конвеєрних схем для реалізації в ПЛІС, що відрізняються мінімізованими апаратними витратами при оптимізованій продуктивності. На базі цього методу створено систему автоматизованого проектування (САПР) паралельних обчислювальних схем, що описані мовою VHDL і конфігуруються в ПЛІС, яка впроваджується як застосунок у хмарне середовище. Клієнтська частина експериментальної САПР розміщена на Web-браузері користувача, а серверна частина – на сервері HP Blade server C3000, який встановлено в НТУУ „КПІ“.

Розроблено генератори модулів ділення, добування квадратного кореня, рекурсивних цифрових фільтрів на базі онтології структур фільтрів та прикладної бази знань, які призна-чені для генерування віртуальних модулів для ПЛІС і впроваджу¬ються у хмарному середо-вищі. Цифрові фільтри, що генеруються, мають мінімальні апаратні витрати та максимальну частоту дискретизації, яка досягає 400 МГц.

За допомогою САПР паралельних обчислювальних схем розроблено ряд віртуальних обчислювальних модулів, таких як контролер локальної мережі Ethernet, декодер Ріда-Соломона, процесори швидкого перетворення Фур’є, двовимірного дискретного косинусного перетворення, ядро мікропроцесора ARMv.3, ядро мікрокон¬тролера і8051, яке має підвищену швидкодію до 100 млн. команд за сек.