[发明专利]基于形式领域融合的信息处理机及构造方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机系统结构领域，特别涉及一种基于可重构原理的处理机及构造方法。

背景技术

处理器(机)的系统结构，决定着处理机中央处理机构的性能、功能及使用方式。目前流行的处理器系统结构一般都为基于Von Neumann的体系，基本特征是存储程序，而程序由指令构成，指令由处理器的控制系统执行。指令主要有算逻运算、传输、转移、分支等几类。指令的种类决定了应用方式。目前的各类计算机CPU几乎都基于这种体系。但随着计算机应用需求的发展，这种传统体系的计算机在性能提高上将遇到极限，在应用模式上也成为阻碍应用发展的因素。

多年来研究人员一直在追求新的信息处理体系，如数据流计算、可重构计算、神经网络计算、超导计算、量子计算、光子计算和生物计算（DNA计算）。但不是由于物理实现的不可能性，就是由于计算能力的局限性与使用模式的困难性，使得这些研究迄今为止尚未有实际应用。本发明就是从解决这几个技术障碍的目的出发，给出一种创新的且可方便投入物理实现的计算机系统结构。

计算机系统结构，决定这计算机中央处理机构的性能、功能及使用方式。目前流行的处理器系统结构为Von Neumann，基本特征是存储程序，而程序由指令构成，指令有处理器的控制系统执行。指令主要有算逻运算、传输、转移、分支等几类。指令的种类决定了应用方式。目前的各类计算机CPU几乎都基于这种体系。但随着计算机应用需求的发展，这种传统体系的计算机在性能提高上将遇到极限，在应用模式上也成为阻碍应用发展的因素。

多年来研究人员一直在追求新的计算机体系，如数据流计算、可重构计算、神经网络计算、超导计算、量子计算、光子计算和生物计算（DNA计算）。但不是由于物理实现的可能性，就是由于计算能力的局限性与使用模式的困难性，使得这些研究迄今为止尚未有实际应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于形式领域的信息处理机。

本发明的另一目的在于，提供一种基于形式领域的信息处理机的构造方法。

为了达到上述第一目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一种基于形式领域融合的信息处理机，包括融合器池、融合调度器、场工厂、场存储器及融合引擎；

所述融合器池，是物理场基融合器的集合，每个场基融合器用于完成一项既定功能；

所述融合调度器，负责管理融合器池的使用，并接受融合引擎的请求，从融合器池中分配融合器，或者，当融合器池中没有足够的融合器时，按照预定义的优先级或者轮转规则从现存的场中借用融合器，实现融合器的共享；当一个场停止运行时，融合调度器负责回收融合器到融合器池；

所述场工厂根据场叙存储器中的场叙，生成可直接在场叙融合器上运行的场映像；

所述场存储器用于存储场叙，所述场叙是控制指令集合，一个场叙用于描述一个计算任务；

所述融合引擎为顶级控制机构，负责通过融合调度器为场映像中的虚拟融合器分配物理融合器以使其运行。

优选的，所述融合器池为独立的基融合器的集合，包括库所池、管道池、传感器池、开关池、服务器池、处理器池、I/O适配器池、广播器池及接收器池。

优选的，所述I/O适配器池为多种基I/O适配器池。

优选的，所述场映像中还包括作为融合器软件代理的融合器柱，所述融合器柱为场叙中的融合器非转换为虚拟的融合器。

优选的，所述场基融合器包括输入监听单元、输出监听单元、处理单元、状态单元、数据缓冲单元及配置参数单元；

输入监听单元，动态地检查输入端是否有新数据到达，如有且“数据缓冲区”有空闲，则接收数据，存入“数据缓冲区”；

输出监听单元，如果“数据缓冲区”内有待输出的数据，则动态检查输出端是否可以输出数据，输出端连接的融合器同意接收时，称为可以输出，如果可以，则执行数据发送；

处理单元，融合器的功能的执行机构，实现对输入数据的处理，产生输出数据；

状态单元，管理融合器的各种状态，并且接受控制机构的状态查询，融合器的状态有“虚拟”、“空闲”、“忙碌”、“等待”四种，其中，“虚拟”态仅针对虚拟融合器，表示目前的融合器不是物理融合器，而是融合器的软件代理；“空闲”态表示融合器尚未被分配使用；“忙碌”态表示融合器正在工作；“挂起”态表示融合器被分配，但处理单元处在不工作状态，等待输入数据到达；

数据缓冲单元，融合器的内部数据缓冲区，包括输入数据的缓冲，输出数的缓冲，临时数据暂存等；

配置参数单元，融合器的行为的配置参数，由外部系统植入。