專利名稱：基于形式領(lǐng)域融合的信息處理機及構(gòu)造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，特別涉及一種基于可重構(gòu)原理的處理機及構(gòu)造方法。
背景技術(shù)：
處理器(機)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，決定著處理機中央處理機構(gòu)的性能、功能及使用方式。目前流行的處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般都為基于Von Neumann的體系，基本特征是存儲程序，而程序由指令構(gòu)成，指令由處理器的控制系統(tǒng)執(zhí)行。指令主要有算邏運算、傳輸、轉(zhuǎn)移、分支等幾類。指令的種類決定了應用方式。目前的各類計算機CPU幾乎都基于這種體系。但隨著計算機應用需求的發(fā)展，這種傳統(tǒng)體系的計算機在性能提高上將遇到極限，在應用模式上也成為阻礙應用發(fā)展的因素。 多年來研究人員一直在追求新的信息處理體系，如數(shù)據(jù)流計算、可重構(gòu)計算、神經(jīng)網(wǎng)絡計算、超導計算、量子計算、光子計算和生物計算(DNA計算)。但不是由于物理實現(xiàn)的不可能性，就是由于計算能力的局限性與使用模式的困難性，使得這些研究迄今為止尚未有實際應用。本發(fā)明就是從解決這幾個技術(shù)障礙的目的出發(fā)，給出一種創(chuàng)新的且可方便投入物理實現(xiàn)的計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，決定這計算機中央處理機構(gòu)的性能、功能及使用方式。目前流行的處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為Von Neumann,基本特征是存儲程序,而程序由指令構(gòu)成,指令有處理器的控制系統(tǒng)執(zhí)行。指令主要有算邏運算、傳輸、轉(zhuǎn)移、分支等幾類。指令的種類決定了應用方式。目前的各類計算機CPU幾乎都基于這種體系。但隨著計算機應用需求的發(fā)展，這種傳統(tǒng)體系的計算機在性能提高上將遇到極限，在應用模式上也成為阻礙應用發(fā)展的因素。多年來研究人員一直在追求新的計算機體系，如數(shù)據(jù)流計算、可重構(gòu)計算、神經(jīng)網(wǎng)絡計算、超導計算、量子計算、光子計算和生物計算(DNA計算)。但不是由于物理實現(xiàn)的可能性，就是由于計算能力的局限性與使用模式的困難性，使得這些研究迄今為止尚未有實際應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種基于形式領(lǐng)域的信息處理機。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種基于形式領(lǐng)域的信息處理機的構(gòu)造方法。為了達到上述第一目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案本發(fā)明一種基于形式領(lǐng)域融合的信息處理機，包括融合器池、融合調(diào)度器、場工廠、場存儲器及融合引擎；所述融合器池，是物理場基融合器的集合，每個場基融合器用于完成一項既定功倉泛;所述融合調(diào)度器，負責管理融合器池的使用，并接受融合引擎的請求，從融合器池中分配融合器，或者，當融合器池中沒有足夠的融合器時，按照預定義的優(yōu)先級或者輪轉(zhuǎn)規(guī)則從現(xiàn)存的場中借用融合器，實現(xiàn)融合器的共享；當一個場停止運行時，融合調(diào)度器負責回收融合器到融合器池；所述場工廠根據(jù)場敘存儲器中的場敘，生成可直接在場敘融合器上運行的場映像；所述場存儲器用于存儲場敘，所述場敘是控制指令集合，一個場敘用于描述一個計算任務；所述融合引擎為頂級控制機構(gòu)，負責通過融合調(diào)度器為場映像中的虛擬融合器分配物理融合器以使其運行。
優(yōu)選的，所述融合器池為獨立的基融合器的集合，包括庫所池、管道池、傳感器池、開關(guān)池、服務器池、處理器池、I/o適配器池、廣播器池及接收器池。優(yōu)選的，所述I/O適配器池為多種基I/O適配器池。優(yōu)選的，所述場映像中還包括作為融合器軟件代理的融合器柱，所述融合器柱為場敘中的融合器非轉(zhuǎn)換為虛擬的融合器。優(yōu)選的，所述場基融合器包括輸入監(jiān)聽單元、輸出監(jiān)聽單元、處理單元、狀態(tài)單元、數(shù)據(jù)緩沖單元及配置參數(shù)單元；輸入監(jiān)聽單元，動態(tài)地檢查輸入端是否有新數(shù)據(jù)到達，如有且“數(shù)據(jù)緩沖區(qū)”有空閑，則接收數(shù)據(jù)，存入“數(shù)據(jù)緩沖區(qū)”；輸出監(jiān)聽單元，如果“數(shù)據(jù)緩沖區(qū)”內(nèi)有待輸出的數(shù)據(jù)，則動態(tài)檢查輸出端是否可以輸出數(shù)據(jù)，輸出端連接的融合器同意接收時，稱為可以輸出，如果可以，則執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送；處理單元，融合器的功能的執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)對輸入數(shù)據(jù)的處理，產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)；狀態(tài)單元，管理融合器的各種狀態(tài)，并且接受控制機構(gòu)的狀態(tài)查詢，融合器的狀態(tài)有“虛擬”、“空閑”、“忙碌”、“等待”四種，其中，“虛擬”態(tài)僅針對虛擬融合器，表示目前的融合器不是物理融合器，而是融合器的軟件代理；“空閑”態(tài)表示融合器尚未被分配使用；“忙碌”態(tài)表示融合器正在工作；“掛起”態(tài)表示融合器被分配，但處理單元處在不工作狀態(tài)，等待輸入數(shù)據(jù)到達；數(shù)據(jù)緩沖單元，融合器的內(nèi)部數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，包括輸入數(shù)據(jù)的緩沖，輸出數(shù)的緩沖，臨時數(shù)據(jù)暫存等；配置參數(shù)單元，融合器的行為的配置參數(shù)，由外部系統(tǒng)植入。為了達到上述第二目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案基于形式領(lǐng)域融合的信息處理機的構(gòu)造方法，包括下述步驟SI、信息處理機處理前的準備工作；S2、信息處理機的執(zhí)行，是通過三個主動過程的并發(fā)執(zhí)行和一個被動過程的被動執(zhí)行；第一主動過程，場工廠動態(tài)檢查場敘存儲器中是否有未處理的場敘，如有，則將其轉(zhuǎn)換為場映像；第二主動過程，融合引擎檢查有無運行結(jié)束的場，如有，則通過融合調(diào)度器釋放所占用的場基融合器，并關(guān)閉運行；然后，融合引擎按照既定的次序，檢查場映像存儲器中的每個場映像，如果發(fā)現(xiàn)融合器樁，則調(diào)用融合調(diào)度器試圖為其分配物理的融合器，并啟動相應的融合器； 第三主動過程，各個融合器被啟動后一直處于運行狀態(tài)，接收輸入，進行處理，產(chǎn)生輸出，直到被融合調(diào)度器關(guān)閉為止；被動過程，融合調(diào)度器接收融合引擎的調(diào)用，每調(diào)用一次就執(zhí)行一次，負責融合器池的管理，為場映像中的合適的融合器樁分配物理融合器，或者，當場映像中的融合器需要被剝奪時，將其分配給其他場映像，并將該融合器用融合器樁代替；或者，當場運行結(jié)束后，回收融合器到融合器池。優(yōu)選的，融合調(diào)度器的構(gòu)造是通過下述方法實現(xiàn)的 S11、判斷是何種協(xié)議，如果是分配協(xié)議，轉(zhuǎn)步驟S13、否則轉(zhuǎn)步驟S18 ；S12、返回融合器句柄；S13、融合器為非剝奪分配，檢查融合器池中是否有滿足條件的融合器，如果有，辦理分配手續(xù)，令融合器句柄指向該融合器，轉(zhuǎn)步驟S12 ；S14、如果分配協(xié)議中該分配請求是“不可剝奪”的分配，則不予進行剝奪分配，將融合器句柄置為空，轉(zhuǎn)步驟S12 ；S15、如有是剝奪分配，對于每個優(yōu)先權(quán)小于當前分配優(yōu)先權(quán)的場，依優(yōu)先權(quán)從小到大的次序進行下列處理；S16、檢查場中相應的融合器是否有處于“等待”狀態(tài)的，若有，選擇該融合器作為剝奪分配對象；否則取一個其他融合器作為剝奪分配對象；S17、若為剝奪分配，生成一個融合器樁，暫停所選擇的融合器的運行，將其狀態(tài)保存在融合器樁中，將融合器句柄置為指向該融合器，轉(zhuǎn)步驟S12 ；S18、將該融合器加入到相應的融合器池，并置狀態(tài)為“空閑”，返回。優(yōu)選的，場工廠的構(gòu)造是通過下述方法實現(xiàn)的S21、響應請求，讀入場敘；S22、準備創(chuàng)建一個場映像S23、逐行解釋場敘，對每個融合器S23. I、生成該融合器的一個代理，為虛擬的融合器，稱為“融合器樁”，其可以接受相應的連接關(guān)系，并作為融合器狀態(tài)的寄存器，使得一旦替換為實際的融合器即可投入運行；S23. 2、檢查融合器的輸入端與輸出端是否有其他融合器的樁生成，如果生成，則為輸入或者輸出建立連接；S23. 3、將該融合器狀態(tài)置為“虛擬”，表示等待分配實際的融合器；S24、置所創(chuàng)建的場的狀態(tài)為“掛起”；S25、將所創(chuàng)建的場映存儲在場存儲區(qū)，返回器存儲位置信息，退出。優(yōu)選的，融合引擎的構(gòu)造是通過下述方法實現(xiàn)的S31、在場映像存儲器中查找是否有處于“結(jié)束”狀態(tài)的場，如有則對所有的處于“結(jié)束”狀態(tài)的場，調(diào)用“融合調(diào)度器”釋放場中的各個融合器；從場映像存儲器中刪除相應的場；S32、從場映像存儲器中選擇一個本次(即本過程的本次調(diào)用)未選擇過的優(yōu)先級最高的場field ；S33、如果field未處于“掛起”狀態(tài)，則轉(zhuǎn)至步驟S31 ；S34、對field中的每個融合器，檢查器是否為“虛擬”狀態(tài)，如是，則調(diào)用“融合調(diào)度器”為其分配物理融合器，轉(zhuǎn)步驟S31。優(yōu)選的，步驟SI中，信息處理機處理前的準備工作包括S41、軟件人員根據(jù)用戶需求編寫場敘；S42、將所編寫的場敘加載到場敘存儲器中；S43、啟動融合引擎。 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果(I)本發(fā)明能實現(xiàn)可重構(gòu)處理機通過融合器共享與動態(tài)連接，實現(xiàn)了處理機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的動態(tài)改變，即可重構(gòu)計算。(2)本發(fā)明突破傳統(tǒng)CPU的指令系統(tǒng)，用描述融合器連接的場敘替代指令，使軟件設(shè)計從“過程”描述改變?yōu)椤敖Y(jié)構(gòu)”描述，顯著提高軟件開發(fā)效率。(3)本發(fā)明可以顯著提高系統(tǒng)的并行性；信息處理機的各個部件的執(zhí)行，都可以是并行的，使多道軟件代碼的運行高度并行。


圖I是本發(fā)明信息處理機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明場基融合器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例如圖I所示，本實施例基于形式領(lǐng)域融合的信息處理機的物理組成部分主要包括融合器池、融合調(diào)度器、場工廠、場存儲器及融合引擎；信息處理機的控制指令為“場敘”腳本語言。一個場敘是對在格件上的一個待解決的問題的完整描述；場敘在格件上的執(zhí)行稱為“場”;信息處理機主要組成部分的基本功能為場融合器池物理場基融合器的集合，每個場基融合器相當于一個“核”，用于完成一項既定功能；融合器池包括“庫所池”、“管道池”、“傳感器池”、“開關(guān)池”、“服務器池”、“處理器池”、“I/O適配器池”、“廣播器池”、“接收器池”等9大類；其中，“I/O適配器池”可以是多種基I/O適配器池；融合調(diào)度器物理器件，負責管理場融合器的使用；場敘場敘是控制指令集合，存儲在場存儲器中。一個場敘用于描述一個計算任務;場場是為場敘的執(zhí)行而構(gòu)造的動態(tài)執(zhí)行機構(gòu)，由場基融合器按照合適連接規(guī)則連接而成；在處理機中，場的表現(xiàn)形式為類似于場敘的信息形式，為了強調(diào)信息形式，也稱其為“場映像”；
場工廠物理器件，將場敘轉(zhuǎn)換為可以直接執(zhí)行的場映像；融合引擎物理器件，負責驅(qū)動場映像的執(zhí)行；所述融合器池，是物理場基融合器的集合，每個場基融合器用于完成一項既定功倉泛;所述融合調(diào)度器，負責管理融合器池的使用，并接受融合引擎的請求，從融合器池中分配融合器，或者，當融合器池中沒有足夠的融合器時，按照預定義的優(yōu)先級或者輪 轉(zhuǎn)規(guī)則從現(xiàn)存的場中借用融合器，實現(xiàn)融合器的共享；當一個場停止運行時，融合調(diào)度器負責回收融合器到融合器池；所述場工廠根據(jù)場敘存儲器中的場敘，生成可直接在場敘融合器上運行的場映像；所述場存儲器用于存儲場敘，所述場敘是控制指令集合，一個場敘用于描述一個計算任務；所述融合引擎為頂級控制機構(gòu)，負責通過融合調(diào)度器為場映像中的虛擬融合器分配物理融合器以使其運行。所述場映像中還包括作為融合器軟件代理的融合器柱，所述融合器柱為場敘中的融合器非轉(zhuǎn)換為虛擬的融合器。如圖2所示，所述場基融合器包括輸入監(jiān)聽單元、輸出監(jiān)聽單元、處理單元、狀態(tài)單元、數(shù)據(jù)緩沖單元及配置參數(shù)單元；輸入監(jiān)聽單元，動態(tài)地檢查輸入端是否有新數(shù)據(jù)到達，如有且“數(shù)據(jù)緩沖區(qū)”有空閑，則接收數(shù)據(jù)，存入“數(shù)據(jù)緩沖區(qū)”；輸出監(jiān)聽單元，如果“數(shù)據(jù)緩沖區(qū)”內(nèi)有待輸出的數(shù)據(jù)，則動態(tài)檢查輸出端是否可以輸出數(shù)據(jù)，輸出端連接的融合器同意接收時，稱為可以輸出，如果可以，則執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送；處理單元，融合器的功能的執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)對輸入數(shù)據(jù)的處理，產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)；狀態(tài)單元，管理融合器的各種狀態(tài)，并且接受控制機構(gòu)的狀態(tài)查詢，融合器的狀態(tài)有“虛擬”、“空閑”、“忙碌”、“等待”四種，其中，“虛擬”態(tài)僅針對虛擬融合器，表示目前的融合器不是物理融合器，而是融合器的軟件代理；“空閑”態(tài)表示融合器尚未被分配使用；“忙碌”態(tài)表示融合器正在工作；“掛起”態(tài)表示融合器被分配，但處理單元處在不工作狀態(tài)，等待輸入數(shù)據(jù)到達；數(shù)據(jù)緩沖單元，融合器的內(nèi)部數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，包括輸入數(shù)據(jù)的緩沖，輸出數(shù)的緩沖，臨時數(shù)據(jù)暫存等；配置參數(shù)單元，融合器的行為的配置參數(shù)，由外部系統(tǒng)植入。如圖2所示，所述基于形式領(lǐng)域融合的信息處理機的構(gòu)造方法，可以顯著提高系統(tǒng)的并行性；信息處理機的工作原理如下(2. I)信息處理機工作前主要準備工作步驟I :軟件人員根據(jù)用戶需求編寫場敘；步驟2 :將所編寫的場敘加載到場敘存儲器中；步驟3 :啟動融合引擎。(2.2)信息處理機的主要工作過程
信息處理機的執(zhí)行，是下列三個主動過程的并發(fā)執(zhí)行和一個被動過程的被動執(zhí)行。主動過程I :場工廠場工廠動態(tài)檢查場敘存儲器中是否有未處理的場敘，如有，則將其轉(zhuǎn)換為場映像；主動過程2 :融合引擎融合引擎檢查有無運行結(jié)束的場，如有，則通過融合調(diào)度器釋放所占用的場基融合器，并關(guān)閉運行；然后，融合引擎按照既定的次序，檢查場映像存儲器中的每個場映像，如果發(fā)現(xiàn)融合器樁，則調(diào)用融合調(diào)度器試圖為其分配物理的融合器，并啟動相應的融合器；
主動過程3 :融合器各個融合器被啟動后一直處于運行狀態(tài)，接收深入，進行處理，產(chǎn)生輸出，直到被融合調(diào)度器關(guān)閉為止。被動過程融合調(diào)度器接收融合引擎的調(diào)用，每調(diào)用一次就執(zhí)行一次，重點負責融合器池的管理，為場映像中的合適的融合器樁分配物理融合器，或者，當場映像中的融合器需要被剝奪時，將其分配給其他場映像，并將該融合器用融合器樁代替；或者，當場運行結(jié)束后，回收融合器到融合器池。本實施例中融合調(diào)度器的設(shè)計如下融合調(diào)度器基本功能按照指定要求，為場工廠從融合器中尋找一個空閑的融合器，或者當無空閑融合器時，尋找一個適合共享的融合器。融合調(diào)度器輸入融合器租借協(xié)議，包含兩種協(xié)議融合器分配、融合器歸還。分配協(xié)議描述調(diào)用者對融合器分配的需求；歸還協(xié)議直接指示為歸還請求；融合調(diào)度器輸出如果是分配協(xié)議，則按照租借協(xié)議獲得融合器的出租句柄，否則為空句柄；融合調(diào)度器的工作過程[I]判斷是何種協(xié)議；如果是分配協(xié)議，轉(zhuǎn)[3]，否則轉(zhuǎn)[8];[2]返回融合器句柄；過程返回；[3](融合器非剝奪分配)檢查融合器池中是否有滿足條件的融合器，如果有，辦理分配手續(xù)，令融合器句柄指向該融合器，轉(zhuǎn)[2]；[4]如果分配協(xié)議中該分配請求是“不可剝奪”的分配，則不予進行剝奪分配，將融合器句柄置為空，轉(zhuǎn)[2];[5](剝奪分配)對于每個優(yōu)先權(quán)小于當前分配優(yōu)先權(quán)的場，依優(yōu)先權(quán)從小到大的次序進行下列處理；[6]檢查場中相應的融合器是否有處于“等待”狀態(tài)的，若有，選擇該融合器作為剝奪分配對象；否則取一個其他融合器作為剝奪分配對象；[7](剝奪分配)生成一個融合器樁，暫停所選擇的融合器的運行，將其狀態(tài)保存在融合器樁中，將融合器句柄置為指向該融合器，轉(zhuǎn)[2];[8](融合器回收)將該融合器加入到相應的融合器池，并置狀態(tài)為“空閑”，返回。(2. 3)場工廠的設(shè)計場工廠基本功能根據(jù)場敘生成可以直接在融合器上運行的代碼，構(gòu)建出場敘的實現(xiàn)，稱為“場”或者“場映像”，存儲在處理機的場存儲器中。場映像處于“就緒”狀態(tài)，一旦獲得相應的物理的融合器，就可投入運行。
場工廠輸入場敘；場工廠輸出相應的場，存儲在場存儲器中；場工廠工作過程[I]響應請求，讀入場敘；[2]準備創(chuàng)建一個場映像；[3]逐行解釋場敘，對每個融合器[3. I]生成該融合器的一個代理，為虛擬的融合器，稱為“融合器樁”，其可以接受相應的連接關(guān)系，并作為融合器狀態(tài)的寄存器，使得一旦替換為實際的融合器即可投入運行； [3. 2]檢查融合器的輸入端與輸出端是否有其他融合器的樁生成，如果生成，則為輸入或者輸出建立連接；[3. 3]將該融合器狀態(tài)置為“虛擬”，表示等待分配實際的融合器；[4]置所創(chuàng)建的場的狀態(tài)為“掛起”；[5]將所創(chuàng)建的場映存儲在場存儲區(qū)，返回器存儲位置信息，退出(2. 4)融合引擎的設(shè)計融合引擎的基本功能融合引擎是格件處理機的頂級控制機構(gòu)，負責協(xié)調(diào)處理機上各個部件，以完成各場敘指定的求解問題；融合引擎輸入場映像存儲器。處理機啟動時，融合引擎即啟動。融合引擎輸出執(zhí)行狀態(tài)。動態(tài)產(chǎn)生各種相關(guān)的狀態(tài)；融合引擎工作過程[I]在場映像存儲器中查找是否有處于“結(jié)束”狀態(tài)的場，如有則對所有的處于“結(jié)束”狀態(tài)的場，調(diào)用“融合調(diào)度器”釋放場中的各個融合器；從場映像存儲器中刪除相應的場；[2]從場映像存儲器中選擇一個本次(即本過程的本次調(diào)用)未選擇過的優(yōu)先級最高的場field;[3]如果field未處于“掛起”狀態(tài)，則轉(zhuǎn)[I]；[4]對field中的每個融合器，檢查器是否為“虛擬”狀態(tài)，如是，則調(diào)用“融合調(diào)度器”為其分配物理融合器，轉(zhuǎn)[I]。(3)信息處理機的重構(gòu)原理信息處理機是個動態(tài)可重構(gòu)處理機，其結(jié)構(gòu)動態(tài)重構(gòu)。重構(gòu)的實現(xiàn)機理為(A)設(shè)置有限的可共享重用的融合器硬件，即融合器池；(B)根據(jù)場敘動態(tài)生成場，從融合器池中選擇共享融合器，連接成為一種具體的處理機構(gòu)；上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.基于形式領(lǐng)域融合的信息處理機，其特征在于，包括融合器池、融合調(diào)度器、場工廠、場存儲器及融合引擎； 所述融合器池，是物理場基融合器的集合，每個場基融合器用于完成一項既定功能； 所述融合調(diào)度器，負責管理融合器池的使用，并接受融合引擎的請求，從融合器池中分配融合器，或者，當融合器池中沒有足夠的融合器時，按照預定義的優(yōu)先級或者輪轉(zhuǎn)規(guī)則從現(xiàn)存的場中借用融合器，實現(xiàn)融合器的共享；當一個場停止運行時，融合調(diào)度器負責回收融合器到融合器池； 所述場工廠根據(jù)場敘存儲器中的場敘，生成可直接在場敘融合器上運行的場映像； 所述場存儲器用于存儲場敘，所述場敘是控制指令集合，一個場敘用于描述一個計算任務； 所述融合引擎為頂級控制機構(gòu)，負責通過融合調(diào)度器為場映像中的虛擬融合器分配物理融合器以使其運行。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于形式領(lǐng)域融合的信息處理機，其特征在于，所述融合器池為獨立的基融合器的集合，包括庫所池、管道池、傳感器池、開關(guān)池、服務器池、處理器池、I/O適配器池、廣播器池及接收器池。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于形式領(lǐng)域融合的信息處理機，其特征在于，所述I/O適配器池為多種基I/o適配器池。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于形式領(lǐng)域融合的信息處理機，其特征在于，所述場映像中還包括作為融合器軟件代理的融合器柱，所述融合器柱為場敘中的融合器非轉(zhuǎn)換為虛擬的融合器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述基于形式領(lǐng)域融合的信息處理機，其特征在于，所述場基融合器包括輸入監(jiān)聽單元、輸出監(jiān)聽單元、處理單元、狀態(tài)單元、數(shù)據(jù)緩沖單元及配置參數(shù)單元; 輸入監(jiān)聽單元，動態(tài)地檢查輸入端是否有新數(shù)據(jù)到達，如有且“數(shù)據(jù)緩沖區(qū)”有空閑，則接收數(shù)據(jù)，存入“數(shù)據(jù)緩沖區(qū)”； 輸出監(jiān)聽單元，如果“數(shù)據(jù)緩沖區(qū)”內(nèi)有待輸出的數(shù)據(jù)，則動態(tài)檢查輸出端是否可以輸出數(shù)據(jù)，輸出端連接的融合器同意接收時，稱為可以輸出，如果可以，則執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送； 處理單元，融合器的功能的執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)對輸入數(shù)據(jù)的處理，產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)； 狀態(tài)單元，管理融合器的各種狀態(tài)，并且接受控制機構(gòu)的狀態(tài)查詢，融合器的狀態(tài)有“虛擬”、“空閑”、“忙碌”、“等待”四種，其中，“虛擬”態(tài)僅針對虛擬融合器，表示目前的融合器不是物理融合器，而是融合器的軟件代理；“空閑”態(tài)表示融合器尚未被分配使用；“忙碌”態(tài)表示融合器正在工作；“掛起”態(tài)表示融合器被分配，但處理單元處在不工作狀態(tài)，等待輸入數(shù)據(jù)到達； 數(shù)據(jù)緩沖單元，融合器的內(nèi)部數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，包括輸入數(shù)據(jù)的緩沖，輸出數(shù)的緩沖，臨時數(shù)據(jù)暫存等； 配置參數(shù)單元，融合器的行為的配置參數(shù)，由外部系統(tǒng)植入。
6.基于權(quán)利要求5所述基于形式領(lǐng)域融合的信息處理機的構(gòu)造方法，其特征在于，包括下述步驟 SI、信息處理機處理前的準備工作；S2、信息處理機的執(zhí)行，是通過三個主動過程的并發(fā)執(zhí)行和一個被動過程的被動執(zhí)行； 第一主動過程，場工廠動態(tài)檢查場敘存儲器中是否有未處理的場敘，如有，則將其轉(zhuǎn)換為場映像； 第二主動過程，融合引擎檢查有無運行結(jié)束的場，如有，則通過融合調(diào)度器釋放所占用的場基融合器，并關(guān)閉運行；然后，融合引擎按照既定的次序，檢查場映像存儲器中的每個場映像，如果發(fā)現(xiàn)融合器樁，則調(diào)用融合調(diào)度器試圖為其分配物理的融合器，并啟動相應的融合器； 第三主動過程，各個融合器被啟動后一直處于運行狀態(tài)，接收輸入，進行處理，產(chǎn)生輸出，直到被融合調(diào)度器關(guān)閉為止； 被動過程，融合調(diào)度器接收融合引擎的調(diào)用，每調(diào)用一次就執(zhí)行一次，負責融合器池的管理，為場映像中的合適的融合器樁分配物理融合器，或者，當場映像中的融合器需要被剝奪時，將其分配給其他場映像，并將該融合器用融合器樁代替；或者，當場運行結(jié)束后，回收融合器到融合器池。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于形式領(lǐng)域融合的信息處理機的處理方法，其特征在于，融合調(diào)度器的構(gòu)造是通過下述方法實現(xiàn)的 ·511、判斷是何種協(xié)議，如果是分配協(xié)議，轉(zhuǎn)步驟S13、否則轉(zhuǎn)步驟S18； ·512、返回融合器句柄； · 513、融合器為非剝奪分配，檢查融合器池中是否有滿足條件的融合器，如果有，辦理分配手續(xù)，令融合器句柄指向該融合器，轉(zhuǎn)步驟S12 ； · 514、如果分配協(xié)議中該分配請求是“不可剝奪”的分配，則不予進行剝奪分配，將融合器句柄置為空，轉(zhuǎn)步驟S12 ； ·515、如有是剝奪分配，對于每個優(yōu)先權(quán)小于當前分配優(yōu)先權(quán)的場，依優(yōu)先權(quán)從小到大的次序進行下列處理； · 516、檢查場中相應的融合器是否有處于“等待”狀態(tài)的，若有，選擇該融合器作為剝奪分配對象；否則取一個其他融合器作為剝奪分配對象； ·517、若為剝奪分配，生成一個融合器樁，暫停所選擇的融合器的運行，將其狀態(tài)保存在融合器樁中，將融合器句柄置為指向該融合器，轉(zhuǎn)步驟S12 ； ·518、將該融合器加入到相應的融合器池，并置狀態(tài)為“空閑”，返回。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于形式領(lǐng)域融合的信息處理機的處理方法，其特征在于，場工廠的構(gòu)造是通過下述方法實現(xiàn)的 · 521、響應請求，讀入場敘； · 522、準備創(chuàng)建一個場映像 ·523、逐行解釋場敘，對每個融合器 S23. I、生成該融合器的一個代理，為虛擬的融合器，稱為“融合器樁”，其可以接受相應的連接關(guān)系，并作為融合器狀態(tài)的寄存器，使得一旦替換為實際的融合器即可投入運行； S23. 2、檢查融合器的輸入端與輸出端是否有其他融合器的樁生成，如果生成，則為輸入或者輸出建立連接； S23.3、將該融合器狀態(tài)置為“虛擬”，表示等待分配實際的融合器；S24、置所創(chuàng)建的場的狀態(tài)為“掛起”； S25、將所創(chuàng)建的場映存儲在場存儲區(qū)，返回器存儲位置信息，退出。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于形式領(lǐng)域融合的信息處理機的處理方法，其特征在于，融合引擎的構(gòu)造是通過下述方法實現(xiàn)的 S31、在場映像存儲器中查找是否有處于“結(jié)束”狀態(tài)的場，如有則對所有的處于“結(jié)束”狀態(tài)的場，調(diào)用“融合調(diào)度器”釋放場中的各個融合器；從場映像存儲器中刪除相應的場； S32、從場映像存儲器中選擇一個本次未選擇過的優(yōu)先級最高的場field； S33、如果field未處于“掛起”狀態(tài)，則轉(zhuǎn)至步驟S31； S34、對field中的每個融合器，檢查器是否為“虛擬”狀態(tài)，如是，則調(diào)用“融合調(diào)度器”為其分配物理融合器，轉(zhuǎn)步驟S31。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于形式領(lǐng)域融合的信息處理機的處理方法，其特征在于，步驟Si中，信息處理機處理前的準備工作包括 S41、軟件人員根據(jù)用戶需求編寫場敘； S42、將所編寫的場敘加載到場敘存儲器中； S43、啟動融合引擎。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于形式領(lǐng)域融合的信息處理機及構(gòu)造方法。所述處理機包括融合器池、融合調(diào)度器、場工廠、場存儲器及融合引擎；該處理器通過執(zhí)行我們定義的信息融合腳本“場敘”實現(xiàn)信息處理與問題求解，主要組成部件有融合器池、融合調(diào)度器、場工廠及場存儲器。場工廠根據(jù)場敘存儲器中的場敘，向融合調(diào)度器申請所需的融合器，生成相應于場敘的場，并啟動其運行。融合器的分派、多場共享、回收等事務，均由融合調(diào)度器進行。融合器的基位于相應的處理機中，但其擴展位于處任意其他的符合規(guī)范的計算節(jié)點上，構(gòu)成分布式可重構(gòu)計算體系。
文檔編號G06F9/48GK102902522SQ201210310820
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者齊德昱, 齊啟豪, 封斌, 李莉麗 申請人:華南理工大學