共享存儲可重構計算機軟硬件通信的優化實現
可重構硬件操作系統BORPH提供的硬件進程概念和以硬件為中心的執行模型可極大地提高可重構計算平臺的易用性.BORPH-N為BORPH的擴展系統,主要的擴展是支持在共享存儲可重構計算平臺上的運行.BORPH-N為硬件進程提供基于共享存儲、符合Unix語義的高性能進程間通信支持:共享存儲和信號量.利用這兩項服務,硬件進程可與系統中其他所有軟件進程和硬件進程進行交互.下面小編就為大家帶來關于共享存儲可重構計算機軟硬件通信的優化實現的論文，歡迎大家借鑒!
摘 要：伴隨著網絡科學在信息時代中所起到的中流砥柱作用，計算機作為網絡科學中的重要組成部分與主要物質載體，其地位得到了日益提高，并廣泛運用于科技生活與日常生活。計算機的性能隨著時代的發展和技術的更新也在不斷地走向進步，多功能化的表現在應用領域中可謂淋漓盡致。在眾多的性能使用中，共享存儲可重構計算機軟硬件通信的優化實現便是其中一項最為可圈可點的成就。
關鍵詞：共享儲存;存儲可重構計算機;軟硬件通信;網絡科學
前言：網絡科技的發展日益迅猛，直接沖擊到人類對計算機使用效益的滿足程度，與此同時科研部門加速了針對計算機性能的開發與技術設備的更新，相關軟硬件產品爭奪市場份額的競斗愈演愈烈，使得網絡科技面對一種空前的發展快節奏。可重構計算機便是網絡科技中新的技術成就之一，這個機種對我國和世界的計算機發展起到過推波助瀾的作用，有力推動網絡技術的進步與飛躍，是當今網絡科技研發領域中很有挖掘價值的研究方向。
一、開發可重構計算機的作用
我國的計算機事業發展至今可謂成就不匪，可重構計算機的使用則占據獨特的使用效益與歷史地位。可重構計算機在我國科技發展史上一直是對計算機性能研究中的重點課題和主要研發對象[1]。對于計算機進行重構具有諸多效益功能，除了可以提升計算的數據處理能力，還可以實現通信效率的最大化提升，讓計算機數據達到資源共享的效果和目的，同時還能優化計算機的系統設計，全面提升計算機的性能和使用價值，為人類提供更便捷的服務。
二、共享存儲可重構計算機
計算機是網絡科技的驕子，可重構計算機是計算機中的領軍技術，而共享存儲可重構計算機又是可重構計算機中的精華，是現代科技研發史上一項近乎偉大的發明創作。這個機種的生成便是根據計算機兩個關鍵部分的重構而得來。這兩個關鍵部分并不陌生，就是計算機本體內為人所熟知的軟件部分和硬件部分，而且兩者均依靠編程即可實現重構[2]。在對這兩個部分進行重組以后，即可最大程度地優化計算機程序，讓計算機的性能得到最大幅度的提升與優化。毫無疑問，共享資源可重構計算機就是為了處理大規模數據而誕生的產物。雖然從以往的傳統科技水平上看，單純依賴軟硬件實現難以實現可重構計算機技術，而今共享儲存可重構計算機的問世和發展，有效解決了復雜數據的處理理由，當在普通計算機上實現的時候，只要依靠PCI-Express，通過其處理的相關數據，與FPGA相連，便能夠及時訪問到計算機系統中的相關內容，進而全面優化數據計算水平[3]。
三、軟硬件通信的優化實現
在系統優化的主要實現過程中，PFGA設備是主要原動力，同時輔之以Nios等數據，多種技術設備通力合作，計算的獨立方可實現并廣泛運用于數據工作。要想提升優化系統性能，保證可重構計算機的良性運作，就必須借助軟件與硬件的合力通信，來保障數據訪問的獨立性，進而實現計算機性能的全面優化。
(一)共享儲存的初步實現
在實現可重構計算機的數據共享儲存的時候，首先要保證信號功能的全能性與動作的原子性，從而保證數據得以在安全的環境下被有效地訪問及使用，數據才能達到被人們共享的目的和愿望。這個過程看似步驟繁多，實際程序和任務并不十分復雜，只不過在操作的過程中需要注意使用總線的鎖定功能，從而保證原子的操作制約得以有效執行。
(二)存儲的獨立訪問功能
計算機性能的發揮也具有共性與個性的兩面。如果說共享儲存功能的實現偏重于共性的一面，那么存儲數據的獨立訪問功能則偏向于個性的彰顯，這種功能正體現出共享儲存可重構計算機的技術內涵，突出較之普通計算機所具備的得天獨厚的優勢。做好這一操作環節，首先要對計算機的總線進行翻譯，然后依據翻譯出的信息查詢搜索準確無誤的地址讓總線和計算機得以相互溝通，兩者內在存有的地址能夠達成呼應，計算機的運轉效率就自然會得到保障。如果兩者之間的地址一旦出現空口而產生聯系困難或聯系危機以至于出現數據處理錯誤的時候，也不必張皇失措，利用PGD功能對當中錯誤的信息和頁面進行嚴密檢查，即可迅速化險為夷。同時相關的組間也可以對PFGA進行重新計算，從而全面保障并提高計算機處理數據的效率和正確率。
四、優化實現過程中需要注意的理由
然而，前途是光明的，道路卻是曲折的，科技飛躍的道路也是如此。依賴硬件設備與軟件功能的合力作用，實現共享資源可重構計算機軟硬件通信的優化，在分析其可能性因素的同時，自然也要注意其中的理由，進而為計算機的運用提供一個安全可靠的科技平臺與使用環境。而究其主要理由的主要著眼點，就是計算機種的一個重要組成部分——硬件操作系統。
(一)硬件操作系統不支持共享存儲平臺
由于硬件操作系統不支持共享存儲平臺，使得共享存儲的進程通信方式共享環節難以維持，為計算機工作的效率帶來阻礙，所以硬件進程與系統其他部分通信只能依靠消息傳遞方式的形勢得以運作，效率相對低下。
(二)進程數據對通用處理器的過度依賴
軟件與硬件在工作進程間的數據傳輸仍然需要通用處理器加以制約，從而使得計算機運作系統的工作成本增加，也增加了GPP的工作負擔。加之數據傳輸受限于GPP獲取數據的速度，嚴重阻滯了硬件操作系統自身的工作效能。這些因素都決定了這種運轉方式要想取得高速度與高效率，還需一定的時日。
結論：網絡科技注定要在曲折和探索中發展進步，這也就注定了共享儲存可重構計算機軟硬件通信的優化實現過程也不是一蹴而就的過程，還需要在未來歲月里歷經科技創新的洗禮和研究者們的加倍努力。目前，國內外學術界也紛紛涌現出了大量研究關注如何簡化與優化共享資源可重構計算機在通信過程中的各個環節以及對處理數據時提高其工作效率和正確概率。伴隨著各種可重構科學器物的陸續涌現與廣泛使用，共享儲存可重構計算機軟硬件通信逐漸成為國際計算機領域的新的熱點，大有引領未來網絡科技的趨向，成為信息時代里的新的里程碑。
參考文獻：
[1]荀長慶，楊乾明，文梅，等.共享存儲可重構計算機軟硬件通信的優化實現[J].計算機研究與發展，2013，8(8)：65.
[2]馬暢.共享存儲可重構計算機軟硬件通信的優化實現之我見[J].計算機光盤軟件與應用，2013，12(23)：81.
[3]王學寶，朱勇，鄭波祥.基于PFGA的Compact PCI Express通信接口模塊設計研究與實現[J].電子技術應用，2010，1(1)：20-21.
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