ТАБЛИЧНИЙ МЕТОД ПІДВИЩЕННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМ ОБРОБКИ ЦІЛОЧИСЕЛЬНИХ ДАНИХ НА ОСНОВІ НЕПОЗИЦІЙНИХ КОДОВИХ СТРУКТУР

Анотація

У статті розглянуто основні недоліки сучасних комп’ютерних систем обробки цілочисельних даних (КСОЦД), що функціонують у позиційній системі числення (ПСЧ): наявністю міжрозрядних зв'язків між операндами, що обробляються. Дані зв'язки суттєво впливають на архітектуру обчислювача та методи реалізації арифметичних операцій, що реалізуються КСЦОД, ускладнюють апаратуру та обмежують швидкодію виконання арифметичних операцій. Застосування основних методів підвищення продуктивності в ПСЧ, на основі розпаралелювання обчислень, шляхом використання деяких властивостей задач і алгоритмів, що реалізуються, не в усіх випадках дозволяє підвищити продуктивність КСОЦД. Як результат всі існуючі методи підвищення продуктивності в ПСЧ мають загальний недолік: неможливість розпаралелити розв'язувані алгоритми на рівні елементарних операцій. Наведено позитивні результати теоретичних та практичних досліджень, які показали ефективність застосування непозиційної системи числення в системі залишкових класів (СЗК) для підвищення продуктивності за рахунок табличного методу реалізації арифметичних операцій. Результати досліджень методів реалізації цілочисельних арифметичних операцій показали, що використання методу табличної обробки даних забезпечує максимально високу швидкодію виконання операцій додавання, віднімання і множення в СЗК. Кодування в непозиційній системі числення, а саме СЗК дозволяє синтезувати КСОЦД, в якому обробка всіх залишків числа проводиться паралельно в часі. Результат арифметичних модульних операцій може бути отримано в момент надходження вхідних чисел на табличний суматор, тобто в один такт. У цьому випадку час виконання арифметичних операцій у СЗК співрозмірний з тактовою частотою обчислювача, що принципово неможливо в позиційних двійкових КСОЦД при існуючій елементній базі.