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共享存储可重构计算机软硬件通信的优化实现
可重构硬件操作系统BORPH提供的硬件进程概念和以硬件为中心的执行模型可极大地提高可重构计算平台的易用性.BORPH-N为BORPH的扩展系统,主要的扩展是支持在共享存储可重构计算平台上的运行.BORPH-N为硬件进程提供基于共享存储、符合Unix语义的高性能进程间通信支持:共享存储和信号量.利用这两项服务,硬件进程可与系统中其他所有软件进程和硬件进程进行交互.下面小编就为大家带来关于共享存储可重构计算机软硬件通信的优化实现的论文，欢迎大家借鉴!
摘 要：伴随着网络科学在信息时代中所起到的中流砥柱作用，计算机作为网络科学中的重要组成部分与主要物质载体，其地位得到了日益提高，并广泛运用于科技生活与日常生活。计算机的性能随着时代的发展和技术的更新也在不断地走向进步，多功能化的表现在应用领域中可谓淋漓尽致。在众多的性能使用中，共享存储可重构计算机软硬件通信的优化实现便是其中一项最为可圈可点的成就。
关键词：共享储存;存储可重构计算机;软硬件通信;网络科学
前言：网络科技的发展日益迅猛，直接冲击到人类对计算机使用效益的满足程度，与此同时科研部门加速了针对计算机性能的开发与技术设备的更新，相关软硬件产品争夺市场份额的竞斗愈演愈烈，使得网络科技面对一种空前的发展快节奏。可重构计算机便是网络科技中新的技术成就之一，这个机种对我国和世界的计算机发展起到过推波助澜的作用，有力推动网络技术的进步与飞跃，是当今网络科技研发领域中很有挖掘价值的研究方向。
一、开发可重构计算机的作用
我国的计算机事业发展至今可谓成就不匪，可重构计算机的使用则占据独特的使用效益与历史地位。可重构计算机在我国科技发展史上一直是对计算机性能研究中的重点课题和主要研发对象[1]。对于计算机进行重构具有诸多效益功能，除了可以提升计算的数据处理能力，还可以实现通信效率的最大化提升，让计算机数据达到资源共享的效果和目的，同时还能优化计算机的系统设计，全面提升计算机的性能和使用价值，为人类提供更便捷的服务。
二、共享存储可重构计算机
计算机是网络科技的骄子，可重构计算机是计算机中的领军技术，而共享存储可重构计算机又是可重构计算机中的精华，是现代科技研发史上一项近乎伟大的发明创作。这个机种的生成便是根据计算机两个关键部分的重构而得来。这两个关键部分并不陌生，就是计算机本体内为人所熟知的软件部分和硬件部分，而且两者均依靠编程即可实现重构[2]。在对这两个部分进行重组以后，即可最大程度地优化计算机程序，让计算机的性能得到最大幅度的提升与优化。毫无疑问，共享资源可重构计算机就是为了处理大规模数据而诞生的产物。虽然从以往的传统科技水平上看，单纯依赖软硬件实现难以实现可重构计算机技术，而今共享储存可重构计算机的问世和发展，有效解决了复杂数据的处理理由，当在普通计算机上实现的时候，只要依靠PCI-Express，通过其处理的相关数据，与FPGA相连，便能够及时访问到计算机系统中的相关内容，进而全面优化数据计算水平[3]。
三、软硬件通信的优化实现
在系统优化的主要实现过程中，PFGA设备是主要原动力，同时辅之以Nios等数据，多种技术设备通力合作，计算的独立方可实现并广泛运用于数据工作。要想提升优化系统性能，保证可重构计算机的良性运作，就必须借助软件与硬件的合力通信，来保障数据访问的独立性，进而实现计算机性能的全面优化。
(一)共享储存的初步实现
在实现可重构计算机的数据共享储存的时候，首先要保证信号功能的全能性与动作的原子性，从而保证数据得以在安全的环境下被有效地访问及使用，数据才能达到被人们共享的目的和愿望。这个过程看似步骤繁多，实际程序和任务并不十分复杂，只不过在操作的过程中需要注意使用总线的锁定功能，从而保证原子的操作制约得以有效执行。
(二)存储的独立访问功能
计算机性能的发挥也具有共性与个性的两面。如果说共享储存功能的实现偏重于共性的一面，那么存储数据的独立访问功能则偏向于个性的彰显，这种功能正体现出共享储存可重构计算机的技术内涵，突出较之普通计算机所具备的得天独厚的优势。做好这一操作环节，首先要对计算机的总线进行翻译，然后依据翻译出的信息查询搜索准确无误的地址让总线和计算机得以相互沟通，两者内在存有的地址能够达成呼应，计算机的运转效率就自然会得到保障。如果两者之间的地址一旦出现空口而产生联系困难或联系危机以至于出现数据处理错误的时候，也不必张皇失措，利用PGD功能对当中错误的信息和页面进行严密检查，即可迅速化险为夷。同时相关的组间也可以对PFGA进行重新计算，从而全面保障并提高计算机处理数据的效率和正确率。
四、优化实现过程中需要注意的理由
然而，前途是光明的，道路却是曲折的，科技飞跃的道路也是如此。依赖硬件设备与软件功能的合力作用，实现共享资源可重构计算机软硬件通信的优化，在分析其可能性因素的同时，自然也要注意其中的理由，进而为计算机的运用提供一个安全可靠的科技平台与使用环境。而究其主要理由的主要着眼点，就是计算机种的一个重要组成部分——硬件操作系统。
(一)硬件操作系统不支持共享存储平台
由于硬件操作系统不支持共享存储平台，使得共享存储的进程通信方式共享环节难以维持，为计算机工作的效率带来阻碍，所以硬件进程与系统其他部分通信只能依靠消息传递方式的形势得以运作，效率相对低下。
(二)进程数据对通用处理器的过度依赖
软件与硬件在工作进程间的数据传输仍然需要通用处理器加以制约，从而使得计算机运作系统的工作成本增加，也增加了GPP的工作负担。加之数据传输受限于GPP获取数据的速度，严重阻滞了硬件操作系统自身的工作效能。这些因素都决定了这种运转方式要想取得高速度与高效率，还需一定的时日。
结论：网络科技注定要在曲折和探索中发展进步，这也就注定了共享储存可重构计算机软硬件通信的优化实现过程也不是一蹴而就的过程，还需要在未来岁月里历经科技创新的洗礼和研究者们的加倍努力。目前，国内外学术界也纷纷涌现出了大量研究关注如何简化与优化共享资源可重构计算机在通信过程中的各个环节以及对处理数据时提高其工作效率和正确概率。伴随着各种可重构科学器物的陆续涌现与广泛使用，共享储存可重构计算机软硬件通信逐渐成为国际计算机领域的新的热点，大有引领未来网络科技的趋向，成为信息时代里的新的里程碑。
参考文献：
[1]荀长庆，杨乾明，文梅，等.共享存储可重构计算机软硬件通信的优化实现[J].计算机研究与发展，2013，8(8)：65.
[2]马畅.共享存储可重构计算机软硬件通信的优化实现之我见[J].计算机光盘软件与应用，2013，12(23)：81.
[3]王学宝，朱勇，郑波祥.基于PFGA的Compact PCI Express通信接口模块设计研究与实现[J].电子技术应用，2010，1(1)：20-21.
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