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內(nèi)容簡介

　　《分形計算系統(tǒng)》由中國科學院計算技術(shù)研究所智能處理器研究中心特別研究助理趙永威撰寫，內(nèi)容榮獲2021年度CCF優(yōu)秀博士學位論文獎。全書針對并行編程難、異構(gòu)編程難、大規(guī)模系統(tǒng)編程難、跨系統(tǒng)編程難等諸多編程難題，受到分形幾何思想的啟發(fā)，提出了分形計算的概念，以回應(yīng)編程難題?！斗中斡嬎阆到y(tǒng)》的具體貢獻可概括為三點：，提出了分形計算模型；第二，提出了分形馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)；第三，提出了可重配分形指令集結(jié)構(gòu)?！斗中斡嬎阆到y(tǒng)》共五章：第1章緒論，主要介紹了研究背景、研究問題和研究內(nèi)容。研究問題介紹了編程難題、問題來源和全書聚焦的問題。研究內(nèi)容介紹了分形計算系統(tǒng)的主要原理、組成部分以及全書做出的主要貢獻。第2章分形計算模型，首先介紹了相關(guān)研究內(nèi)容、模型、實例和性質(zhì)，又從執(zhí)行開銷、模擬執(zhí)行、性能比較等方面介紹了分形計算模型的優(yōu)勢。第3章分形馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)，首先介紹了機器學習計算機的案例背景，其次介紹了分形馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)，然后介紹了分形機器學習計算機Cambricon-F、編程和執(zhí)行方式，*后展示了實驗方案和實驗結(jié)果。第4章分形可重配指令集機構(gòu)，重點介紹了分形指令集結(jié)構(gòu)的失效現(xiàn)象、分形可重配指令集結(jié)構(gòu)、Cambricon-FR結(jié)構(gòu)支持、專用編程語言，并且展示了實驗方案和實驗結(jié)果。第5章討論與總結(jié)，對全書的研究內(nèi)容進行了討論和總結(jié)，并對未來的研究工作進行了展望。

作者簡介

　　趙永威，中國科學院計算技術(shù)研究所智能處理器研究中心特別研究助理、博士后。于2015年在華中科技大學獲得學士學位，于2020年在中國科學院大學獲得博士學位，獲2021年度CCF優(yōu)秀博士學位論文獎。曾參與了“寒武紀”系列智能處理器的系統(tǒng)軟件研發(fā)工作，目前從事體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究，已發(fā)表學術(shù)論文10篇。

圖書目錄

第1章緒論
1.1 研究背景 1
1.2 研究問題 5
1.2.1 編程難題 5
1.2.2 問題來源 7
1.2.3 本書針對的問題 11
1.3 研究內(nèi)容 11
1.3.1 主要原理 12
1.3.2 分形計算系統(tǒng)的組成 12
1.3.3 本書的主要貢獻點 15
第2章分形計算模型
2.1 相關(guān)工作 17
2.2 模型 21
2.3 實例 24
2.3.1 簡單并行算法 25
2.3.2 分治算法 27
2.3.3 動態(tài)規(guī)劃算法 29
2.3.4 示例程序的執(zhí)行 32
2.4 性質(zhì) 35
2.5 實例的執(zhí)行開銷 41
2.6 在分形計算機上模擬執(zhí)行 46
2.7 與其他并行計算模型的比較 48
2.8 小結(jié)
第3章分形馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)
3.1 案例背景介紹：機器學習計算機 51
3.2 分形馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)概況 53
3.3 機器學習應(yīng)用負載的分形表示 57
3.3.1 共性計算原語 57
3.3.2 分形運算 59
3.4 分形機器學習計算機Cambricon-F 61
3.4.1 指令集結(jié)構(gòu) 61
3.4.2 控制結(jié)構(gòu) 62
3.4.3 流水線 67
3.4.4 內(nèi)存管理 68
3.5 編程和執(zhí)行方式 71
3.5.1 編程 71
3.5.2 執(zhí)行 73
3.6 實驗
3.6.1 實驗方案
3.6.2 實驗結(jié)果
3.7 小結(jié)
第4章分形可重配指令集結(jié)構(gòu)
4.1 分形指令集結(jié)構(gòu)的失效現(xiàn)象 86
4.2 分形可重配指令集結(jié)構(gòu)概況 90
4.3 Cambricon-FR 結(jié)構(gòu)支持 93
4.4 專用編程語言 95
4.5 實驗 100
4.5.1 實驗方案 100
4.5.2 實驗結(jié)果
4.6 小結(jié) 106
第5章討論與總結(jié)
5.1 討論 107
5.2 未來研究工作展望 112
5.3 總結(jié) 114