【摘 要】伴隨著網(wǎng)絡(luò)科學(xué)在信息時代中所起到的中流砥柱作用，計算機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)科學(xué)中的重要組成部分與主要物質(zhì)載體，其地位得到了日益提高，并廣泛運(yùn)用于科技生活與日常生活。計算機(jī)的性能隨著時代的發(fā)展和技術(shù)的更新也在不斷地走向進(jìn)步，多功能化的表現(xiàn)在應(yīng)用領(lǐng)域中可謂淋漓盡致。在眾多的性能使用中，共享存儲可重構(gòu)計算機(jī)軟硬件通信的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)便是其中一項(xiàng)最為可圈可點(diǎn)的成就。

　　【關(guān)鍵詞】期刊論文,共享儲存,存儲可重構(gòu)計算機(jī),軟硬件通信,網(wǎng)絡(luò)科學(xué)

　　前言：網(wǎng)絡(luò)科技的發(fā)展日益迅猛，直接沖擊到人類對計算機(jī)使用效益的滿足程度，與此同時科研部門加速了針對計算機(jī)性能的開發(fā)與技術(shù)設(shè)備的更新，相關(guān)軟硬件產(chǎn)品爭奪市場份額的競斗愈演愈烈，使得網(wǎng)絡(luò)科技面臨一種空前的發(fā)展快節(jié)奏。可重構(gòu)計算機(jī)便是網(wǎng)絡(luò)科技中新的技術(shù)成就之一，這個機(jī)種對我國和世界的計算機(jī)發(fā)展起到過推波助瀾的作用，有力促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步與飛躍，是當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)科技研發(fā)領(lǐng)域中很有挖掘價值的研究方向。

　　一、開發(fā)可重構(gòu)計算機(jī)的意義

　　我國的計算機(jī)事業(yè)發(fā)展至今可謂成就不匪，可重構(gòu)計算機(jī)的使用則占據(jù)獨(dú)特的使用效益與歷史地位。可重構(gòu)計算機(jī)在我國科技發(fā)展史上一直是對計算機(jī)性能研究中的重點(diǎn)課題和主要研發(fā)對象[1]。對于計算機(jī)進(jìn)行重構(gòu)具有諸多效益功能，除了可以提升計算的數(shù)據(jù)處理能力，還可以實(shí)現(xiàn)通信效率的最大化提升，讓計算機(jī)數(shù)據(jù)達(dá)到資源共享的效果和目的，同時還能優(yōu)化計算機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計，全面提升計算機(jī)的性能和使用價值，為人類提供更便捷的服務(wù)。

　　二、共享存儲可重構(gòu)計算機(jī)

　　計算機(jī)是網(wǎng)絡(luò)科技的驕子，可重構(gòu)計算機(jī)是計算機(jī)中的領(lǐng)軍技術(shù)，而共享存儲可重構(gòu)計算機(jī)又是可重構(gòu)計算機(jī)中的精華，是現(xiàn)代科技研發(fā)史上一項(xiàng)近乎偉大的發(fā)明創(chuàng)作。這個機(jī)種的生成便是根據(jù)計算機(jī)兩個關(guān)鍵部分的重構(gòu)而得來。這兩個關(guān)鍵部分并不陌生，就是計算機(jī)本體內(nèi)為人所熟知的軟件部分和硬件部分，而且兩者均依靠編程即可實(shí)現(xiàn)重構(gòu)[2]。在對這兩個部分進(jìn)行重組以后，即可最大程度地優(yōu)化計算機(jī)程序，讓計算機(jī)的性能得到最大幅度的提升與優(yōu)化。毫無疑問，共享資源可重構(gòu)計算機(jī)就是為了處理大規(guī)模數(shù)據(jù)而誕生的產(chǎn)物。雖然從以往的傳統(tǒng)科技水平上看，單純依賴軟硬件實(shí)現(xiàn)難以實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)計算機(jī)技術(shù)，而今共享儲存可重構(gòu)計算機(jī)的問世和發(fā)展，有效解決了復(fù)雜數(shù)據(jù)的處理問題，當(dāng)在普通計算機(jī)上實(shí)現(xiàn)的時候，只要依靠PCI-Express，通過其處理的相關(guān)數(shù)據(jù)，與FPGA相連，便能夠及時訪問到計算機(jī)系統(tǒng)中的相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)而全面優(yōu)化數(shù)據(jù)計算水平[3]。

　　三、軟硬件通信的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)

　　在系統(tǒng)優(yōu)化的主要實(shí)現(xiàn)過程中，PFGA設(shè)備是主要原動力，同時輔之以Nios等數(shù)據(jù)，多種技術(shù)設(shè)備通力合作，計算的獨(dú)立方可實(shí)現(xiàn)并廣泛運(yùn)用于數(shù)據(jù)工作。要想提升優(yōu)化系統(tǒng)性能，保證可重構(gòu)計算機(jī)的良性運(yùn)作，就必須借助軟件與硬件的合力通信，來保障數(shù)據(jù)訪問的獨(dú)立性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)計算機(jī)性能的全面優(yōu)化。

　　(一)共享儲存的初步實(shí)現(xiàn)

　　在實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)計算機(jī)的數(shù)據(jù)共享儲存的時候，首先要保證信號功能的全能性與動作的原子性，從而保證數(shù)據(jù)得以在安全的環(huán)境下被有效地訪問及使用，數(shù)據(jù)才能達(dá)到被人們共享的目的和愿望。這個過程看似步驟繁多，實(shí)際程序和任務(wù)并不十分復(fù)雜，只不過在操作的過程中需要注意使用總線的鎖定功能，從而保證原子的操作控制得以有效執(zhí)行。

　　(二)存儲的獨(dú)立訪問功能

　　計算機(jī)性能的發(fā)揮也具有共性與個性的兩面。如果說共享儲存功能的實(shí)現(xiàn)偏重于共性的一面，那么存儲數(shù)據(jù)的獨(dú)立訪問功能則偏向于個性的彰顯，這種功能正體現(xiàn)出共享儲存可重構(gòu)計算機(jī)的技術(shù)內(nèi)涵，突出較之普通計算機(jī)所具備的得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。做好這一操作環(huán)節(jié)，首先要對計算機(jī)的總線進(jìn)行翻譯，然后依據(jù)翻譯出的信息查詢搜索準(zhǔn)確無誤的地址讓總線和計算機(jī)得以相互溝通，兩者內(nèi)在存有的地址能夠達(dá)成呼應(yīng)，計算機(jī)的運(yùn)行效率就自然會得到保障。如果兩者之間的地址一旦出現(xiàn)空口而產(chǎn)生聯(lián)系困難或聯(lián)系危機(jī)以至于出現(xiàn)數(shù)據(jù)處理錯誤的時候，也不必張皇失措，利用 PGD功能對當(dāng)中錯誤的信息和頁面進(jìn)行嚴(yán)密檢查，即可迅速化險為夷。同時相關(guān)的組間也可以對PFGA進(jìn)行重新計算，從而全面保障并提高計算機(jī)處理數(shù)據(jù)的效率和正確率。

　　四、優(yōu)化實(shí)現(xiàn)過程中需要注意的問題

　　然而，前途是光明的，道路卻是曲折的，科技飛躍的道路也是如此。依賴硬件設(shè)備與軟件功能的合力作用，實(shí)現(xiàn)共享資源可重構(gòu)計算機(jī)軟硬件通信的優(yōu)化，在分析其可能性因素的同時，自然也要注意其中的問題，進(jìn)而為計算機(jī)的運(yùn)用提供一個安全可靠的科技平臺與使用環(huán)境。而究其主要問題的主要著眼點(diǎn)，就是計算機(jī)種的一個重要組成部分――硬件操作系統(tǒng)。

　　(一)硬件操作系統(tǒng)不支持共享存儲平臺

　　由于硬件操作系統(tǒng)不支持共享存儲平臺，使得共享存儲的進(jìn)程通信方式共享環(huán)節(jié)難以維持，為計算機(jī)工作的效率帶來阻礙，所以硬件進(jìn)程與系統(tǒng)其他部分通信只能依靠消息傳遞方式的形勢得以運(yùn)作，效率相對低下。

　　(二)進(jìn)程數(shù)據(jù)對通用處理器的過度依賴

　　軟件與硬件在工作進(jìn)程間的數(shù)據(jù)傳輸仍然需要通用處理器加以控制，從而使得計算機(jī)運(yùn)作系統(tǒng)的工作成本增加，也增加了GPP的工作負(fù)擔(dān)。加之?dāng)?shù)據(jù)傳輸受限于 GPP獲取數(shù)據(jù)的速度，嚴(yán)重阻滯了硬件操作系統(tǒng)自身的工作效能。這些因素都決定了這種運(yùn)行方式要想取得高速度與高效率，還需一定的時日。

　　結(jié)論：網(wǎng)絡(luò)科技注定要在曲折和探索中發(fā)展進(jìn)步，這也就注定了共享儲存可重構(gòu)計算機(jī)軟硬件通信的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)過程也不是一蹴而就的過程，還需要在未來歲月里歷經(jīng)科技創(chuàng)新的洗禮和研究者們的加倍努力。目前，國內(nèi)外學(xué)術(shù)界也紛紛涌現(xiàn)出了大量研究關(guān)注如何簡化與優(yōu)化共享資源可重構(gòu)計算機(jī)在通信過程中的各個環(huán)節(jié)以及對處理數(shù)據(jù)時提高其工作效率和正確概率。伴隨著各種可重構(gòu)科學(xué)器物的陸續(xù)涌現(xiàn)與廣泛使用，共享儲存可重構(gòu)計算機(jī)軟硬件通信逐漸成為國際計算機(jī)領(lǐng)域的新的熱點(diǎn)，大有引領(lǐng)未來網(wǎng)絡(luò)科技的趨向，成為信息時代里的新的里程碑。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]荀長慶，楊乾明，文梅，等.共享存儲可重構(gòu)計算機(jī)軟硬件通信的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)[J].計算機(jī)研究與發(fā)展，2013，8(8)：65.

　　[2]馬暢.共享存儲可重構(gòu)計算機(jī)軟硬件通信的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)之我見[J].計算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2013，12(23)：81.

　　[3]王學(xué)寶，朱勇，鄭波祥.基于PFGA的Compact PCI Express通信接口模塊設(shè)計研究與實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2010，1(1)：20-21.