一、基于符号替换算法的光电混合型计算机的设计（论文文献综述）
赵龙[1]（2019）在《面向混合主存系统的光互连网络研究与设计》文中研究指明近年来,随着人工智能、云计算、大数据等信息技术的高速发展,数据规模正呈现井喷式的快速增长。基于动态随机存储器（Dynamic Random Access Memory,DRAM）与非易失性存储器（Non-Volatile Memory,NVM）的混合主存系统由于结合了DRAM与NVM两者的性能优势,能够有效解决现有基于单一存储介质的主存系统所面临的技术瓶颈,实现大容量、低开销、高可扩展性的主存系统,已经成为主流的计算机主存系统设计方案。但是,现有的混合主存系统多采用基于电总线的互连网络来实现处理器与主存间的访存通信。随着系统中处理器规模以及片上所搭载的数据密集型应用数量的不断增长,处理器与主存间的访存通信将愈加频繁,基于电总线的互连网络面临并行性低、可扩展性差以及功耗高等多方面问题,从而成为混合主存系统性能提升的主要瓶颈。为解决上述问题,本论文主要研究内容:采用具有高带宽密度、低通信时延、高能效、比特率透明等特性的光互连来代替原有电总线互连,根据混合主存系统中的访存通信特性,设计面向混合主存系统的具有高并行性、高可扩展性以及高能效的光互连网络。现有混合主存系统架构根据DRAM与NVM所在的存储层级不同,可以划分为同级混合主存系统与多级混合主存系统两类。由于两者的访存通信特性不同,光互连网络设计也存在差异。本文首先研究同级混合主存系统的访存通信特性,根据该通信特性设计了一种面向同级混合主存系统的可扩展的光互连网络拓扑,并结合网络拓扑结构提出了基于单拉丁矩阵原理的最优化波长分配方案,以更低的波长资源以及光器件资源开销实现处理单元簇与各个存储模块之间无阻塞并行访存通信。随后,进一步阐述了不同规模下光互连网络拓扑以及波长分配的扩展规则。基于混合存储仿真器NVMain对所提出的光互连网络进行了仿真模拟,在4并行存储模块以及8并行存储模块两种不同规模下与传统电总线主存系统进行性能的对比分析,仿真结果显示在不同PARSEC测试基准集下,相同仿真周期所完成的读写访问总量最高提升71.30%和163.19%,系统带宽至少提升24.56%和51.49%,平均时延分别降低40.77%和58.16%,能效改善24.54%和41.45%。在此基础上,本文进一步研究了多级混合主存系统与同级混合主存系统在访存通信特性上的差异。据此本文提出了一种面向多级混合主存系统的光互连网络设计,改变了基于多嵌套环形光波导的网络拓扑中的通信路径,支持不同处理单元簇与各个DRAM缓存模块,以及不同DRAM缓存模块与各个NVM主存模块间无阻塞并行通信。结合网络拓扑中多波长路由方式提出了基于多拉丁矩阵的最优化波长分配方案以及在不同规模下网络的扩展方法。仿真结果显示,所提出的面向多级混合主存系统的光互连网络较传统电总线网络,在读写访问总量、系统带宽、平均时延以及能效等性能方面均有显着改善。
易锌波[2]（2019）在《基于机器学习的固态缓存优化研究》文中提出近年来,SSD凭借其较高的读写性能及性价比,在缓存系统中发挥越来越重要的作用。通常缓存空间远小于后端存储空间,容量差距大约在一个数量级甚至更多,因此SSD缓存的写入密度（单位时间和空间的写入量）远远高于HDD后端存储的写入密度,这给保障SSD的寿命带来了巨大挑战。同时,在社交网络的工作负载下,对SSD缓存的大量写入是不必要的。例如,在某知名公司的社交图片系统中,大约61%的图片只会被访问一次,但它们仍然被写入了缓存。由于这些图片只访问一次,进入缓存后不会被再次访问,对缓存而言写入这样的图片就是无用的。因此,如果能够主动地预测这类图片并阻止它们进入缓存,将消除对SSD缓存的不必要写入,提高缓存空间利用率,并延长SSD缓存的使用寿命。为了实现这一目标,提出了一个适用于不同缓存空间大小的一次访问判定标准,进一步提出了一次访问过滤策略。在此基础上,设计了一个用于预测的分类器来实现这一策略。与目前为止最先进的基于历史信息的预测方案不同,预测需要在文件第一次访问时就做出判定,也就无法借助文件的历史访问信息来完成,这对于实现良好的预测准确性带来了极大挑战。为了解决这个问题,将决策树集成到分类系统中,提取用户的社交信息作为分类特征,并综合使用代价敏感学习、历史表、训练模型定时更新等方法来提高分类精度。基于该技术方案,预测准确度达到了80%以上,大幅度地降低了SSD写入次数,提高了缓存命中率。实验结果表明:一次访问过滤策略使缓存多个方面的性能得到了提升,以LRU为例,使用一次访问过滤策略后缓存命中率提高了4.4%,对SSD的写入率降低了56.8%,平均访问延迟降低了减少5.5%。
刘洋[3]（2013）在《层次混合存储系统中缓存和预取技术研究》文中提出随着固态盘（Solid State Disk, SSD）的普及,基于SSD和HDD （Hard Disk Drive）的混合存储系统成为研究热点。混合存储系统综合了SSD的高IOPS、低延时和HDD的大容量、低成本的优点。目前混合存储系统有三类主要的组织方式：（1）SSD作为读缓存和写缓冲区来加速磁盘I/O；（2）磁盘作为写缓冲区来减少SSD写入；（3）SSD和磁盘均作为永久存储,通过数据迁移和重映射来优化系统性能。其中,方式（1）只需在原有磁盘存储系统之上放置少量SSD充当Cache便可大幅提高系统IOPS,具有低成本、易部署的优势,应用最为广泛。SSD具有写擦（Program/Erase, P/E）次数受限的特点,从而限制其在磁盘缓存上的应用,同时其内部繁重的垃圾回收任务会增加I/O的存取时延。此外,SSD作为Cache时,其大容量的特征会在很大程度上破坏底层存储系统的访问局部性,影响到底层存储设备的I/O性能。针对SSD Cache带来的寿命、性能和局部性弱化问题,通过缓存（Caching）和预取（Prefetching）技术以优化由SSD和HDD构成的混合存储系统已成为工业界和学术界的重要课题。首先,提出了一种基于SSD缓存（Flash Cache）和RAID的层次型混合存储架构RAF （Random Access First）,该架构引入适用于Flash Cache的成本收益模型,并支持随机数据优先的选择性Cache插入策略。RAF将负载中顺序访问数据交给磁盘层,SSD仅需缓存那些具有高收益的随机数据,从而延长SSD的寿命并缩短系统响应时间。此外,RAF通过将SSD缓存划分为读、写区域,使得闪存层无效页的分布更加集中,从而有利于回收块的选取。实验结果表明,与采用相同硬件配置的FlashCache相比,其平均响应时间缩短了17%,磨损减少了53%。其次,主存、SSD缓存以及磁盘构成了多级缓存结构,针对当前多级缓存结构中SSD Cache受冷数据污染的问题,提出了一种基于层间访问特征的旁路缓存算法CHPA （Characteristics between Hierarchies byPassing cache Algorithm）。CHPA是一种用于降低SSD写开销而设计的非同步多级缓存算法,通过数据块在DRAM Cache内和不同层间的访问特征来预测热数据块,当数据块被上层DRAM Cache淘汰时,热数据块会被插入SSD缓存,而冷数据会绕过SSD层以减少写入开销。再次,提出了一种基于SSD的顺序预取策略FLAP （FLash-Aware Pre fetching）。 FLAP是一种具有高精确度的激进式预取策略,通过基于关系图的量化分析模型,并借助于SSD缓存容量大的优势,在Cache缺失时对磁盘设备进行高精度、大长度预取,以节约预取成本。此外,通过从SSD空间中专门划分出预取区域来存储预取数据,并采用时间相关的数据布局策略,FLAP使预取区域的垃圾回收效率大幅优化,从而将预取操作对SSD寿命的影响降低到最小。最后,由于DRAM和SSD组成的两层缓存已经过滤了大部分具有强时间局部性的数据访问,因而在底层磁盘系统（如RAID系统）中顺序预取的作用变的更为重要。为此,提出了一种于面向分条的顺序流预取算法SoAP （Strip-oriented Asynchronous Prefetching）。 SoAP是一种专门为并行磁盘系统设计的预取策略,通过将预取请求与分条（Strip）边界对齐,并拆分为基于分条的子请求,来解决顺序性缺失（Sequentiality Loss）等问题。此外,借助多队列机制和异步调度策略,SoAP利用磁盘空闲带宽来执行预取操作,从而降低了预取开销。
欧阳山[4]（2012）在《三值光学处理器控制电路设计和实现》文中研究指明三值光学计算机是2000年本团队创立的研究课题,在国家自然科学基金和“211工程”建设基金的支持下,经过十余年的积累,研究水平在国际上处于领先地位,所取得的各项科研成果具有完全自主知识产权。本团队在2005年研制出三值光学计算机原理实验系统,在2007年研制出结构实验系统,目前正在研制用于应用软件算法研究的实验系统——“上大11”（SD11）,这个系统将是第一个可以用高级语言编程使用的光电混合型计算机。本论文以这个新实验系统的研制为背景,重点研究三值光学计算机的核心硬件之一——三值光学处理器的控制电路。三值光学处理器控制电路的设计目标是：并行控制光学处理器的数千个数据位和以硬件方式将各个数据位重构成具体的运算器。本论文以降值设计理论和已有的两代实验系统为基础,运用已有的数据位管理理论,深入研究了重构光学处理器的硬件技术和电路实现方案,研究了对众多数据位进行有效管理和便捷寻址的硬件支撑方案,设计了完整的三值光学处理器控制电路,并将该电路付诸于实现。实验证明作者的设计正确,制作的电路部件工作正常且有效。本文的主要创新点有：1)提出了SD11光学处理器控制电路模块的分层控制策略。该策略有效降低了众位数光学处理器控制电路的设计难度,是本项研制工作取得成功的关键,也是三值光学处理器进一步发展的基石之一。2)研制成功以硬件方式重构三值光学处理器的技术和器件。该项成果完善了光学处理器的重构理论和技术,推动了三值光学计算机进入应用研究阶段。3)实现了对众多数据位数进行并行控制和寻址的硬件支撑。这项成果为完善和实现数据位管理理论提供了实践平台。
左开中[5]（2011）在《三值光学计算机解码器理论和实现》文中研究说明解码器是三值光学计算机的关键部件之一,它在三值光学计算机与电子计算机之间建立了一座桥梁,为三值光学计算机在军事、生物信息学、大型数据库信息检索和信息安全等领域的实际应用奠定了坚实基础。巨位数三值光学计算机解码器研究将推动三值光学计算机的发展,具有重要的理论意义与应用价值。三值光学计算机用线偏振态和光强混合编码表示三值数字信息,解码器的作用是自动判读三值光学运算器输出光信号的物理状态,并将其转换为电信号,解调出加载在三态光信号中的三值数字信息。本文以三值光学计算机理论、降值设计理论、偏振光学理论、光电转换技术和嵌入式技术为基础,对三值光学计算机解码器工作原理、设计方案和工程实现进行了深入和系统研究。在实现了三态光信号判定、光电转换、定标、运算图像二值化等关键技术的基础上,成功研制出一种百位数实用解码器样机。通过对百位三值光学逻辑运算结果的解码实验,验证了该解码器原理的正确性和设计的可行性;通过对实用解码器系统的压力测试与随机测试,验证了解码器样机工作的稳定可靠性。论文的主要创新工作有:1.经过对比分析,采用了基于分振幅法的三态光信号判定方法,用于构造三值光学计算机解码器;2.提出了三值光学计算机解码器结构模型和设计方案,并阐述了工作原理和实现技术;3.研制了基于嵌入式微处理器和CMOS数字图像传感器的百位实用三值光学计算机解码器原型。论文还介绍了大量的实验工作,它们分别证明了所完成解码器的有效性和可靠性。该解码器的理论、技术和设计在构建中的千位三值光学计算机应用研究实验系统中发挥着重要作用。
金翊[6]（2011）在《走近光学计算机》文中研究指明目前,光学计算机研究集中在追求高速度、追求二维数据并行处理和追求整机效率3个分支.介绍了各分支的研究热点和主要难点.通过对比,表明追求整机效率的三值光学计算机（ternary optical computer,TOC）具有较好的可实现性,进而详细介绍了这种光电混合型计算机所具有的数据位众多、光学处理器可重构、处理器易扩展和能耗低等特点,以及基于这些特点所产生出的解决复杂问题的新思想或新算法.还介绍了三值光学计算机的用户可见结构、联机操作方法、编程操作方法,以及在并行程序中的使用方法和硬件扩充方法,并通过举例,介绍了众多数据位数和光学处理器可重构性的应用.所涉及的实例均结合正在上海大学计算机工程与科学学院构建的,面向应用研究千位三值光学计算机实验系统展开讨论.
谌章义[7]（2010）在《千位三值光学处理器理论、结构和实现》文中指出三值光学计算机将光强与偏振方向结合起来表示三值信息,并且充分利用成熟的电子设备和光学元件来构造各部件,具有光传送、光运算、电控制和电存储等特点。千位三值光学处理器是三值光学计算机的核心部件,主要包括三部分:编码器、运算器和解码器。编码器根据用户输入的二值电信号调制出对应的三态光信号,并送入运算器。运算器通过不同光信号间的转换来实现信息的光学处理器。解码器将运算器输出的结果三态光信号转换成二值电信号返回给用户。编码器和运算器主要组成器件是偏振片和液晶,解码器的主要组成器件是感光阵列和配套的存储单元。本课题主要研究千位三值光学处理器的构造理论,设计可行的体系结构,实现能并行处理千位三值数据的光学处理器系统。这项研究已经取得的主要成果和创新点有:1)研发成功第一款千位三值光学处理器的光学组件,包括以自主研发的并行液晶阵列为核心的光学硬件和相应控制软件。2)将360位三值光学计算机实验系统的解码器成功移植到千位三值光学处理器。3)将光学组件和解码器部件集成为一个完整的千位三值光学处理器系统,并完成了系统的软硬件调试和检测。4)设计了三值光学运算器的第一个重构控制电路。作者的工作改进了千位三值光学处理器的体系结构,简化了运算器的构造过程,丰富了三值光学处理器的构造理论。在该系统上,研究团队的其他成员进行了进行了三值光学计算机MSD加法、矩阵向量乘、元胞自动机等研究实验,进一步证明了本系统的正确性和有效性,展示了千位三值光学处理器巨位数并行处理的优势和广阔的应用前景。
金翊[8]（2002）在《三值光计算机原理和结构》文中提出本文分析了国内外正在研究的光计算机体系结构的优缺点，根据构建计算机的基本原理和光的特性，提出用两个相互正交的光偏振态和无光态表示信息的三值光计算机理论。这个理论包括：光处理、光传送、电控制、综合输入输出的总体结构；以液晶元件和偏振器为主的各类运算器结构；以互连光阀为主的光空间总线；以半导体存储器为主的三值数据存储器结构；以光纤环为主的寄存器结构；以算位、算道新概念为基础的巨位数管理方案等。并把这个理论应用到光纤通信领域，建立了三值光纤通信理论，由此生成了新的密钥传送方法。 这项研究已经取得的理论成果有： 1、建立了三值光计算机理论体系的雏形，建立了三值光计算机的总体结构和主要部件的光学结构。 2、创建了“进位直达”加法器原理光路，解决了巨位数加法运算串行进位的不定长延时难题。 3、设计了由泛逻辑学生成的三值逻辑运算的实现光路。 4、创建了算位、算道的概念，并据此建立了光计算机巨位数管理思想体系和方法，指出了光计算机将给软件系统带来的特点。 5、把三值光计算机理论推广到了光纤通信领域，建立了三值光纤通信的理论、方法和实现方案等。 6、提出了利用三值光纤通信实现密钥安全传送的方法。 论文还介绍了正在进行三值光计算机编码器、解码器的制作研究，和正在进行的三值光纤通信实现系统的信号成组变换器的制作研究，以及可以佐证三值光计算机理论的他人的实验工作。 另外，论文还简述了何华灿教授提出的从三值光计算机进一步构建光模拟智能机的新思想。
申铉京,千庆姬,张晓旭[9]（2000）在《基于符号替换算法的光电混合型计算机的设计》文中研究表明在分析符号替换算法特点的基础上，提出了基于此算法的光电混合型计算机ＯＥＨＣＢＳＳ的体系结构及其算法。性能分析表明ＯＥＨＣＢＳＳ可实现性强、性能优，特别是其光符号替换处理器具有通用性强、速度快等特点。
邹丹[10]（2008）在《基于对象存储的固态盘存储加速技术研究》文中研究表明随着用户对数据访问需求的增长,传统的外部存储系统的结构以及磁盘的I/O延时限制了存储系统的性能。为了缓解系统的I/O瓶颈,一方面需要新的存储设备,另一方面需要新的存储结构。在存储设备方面,高性能存储设备固态盘（Solid State Disk,SSD）逐渐成为关注的热点。存储结构方面,对象存储具有传统存储结构难以比拟的优势。在这种背景下,本文对固态盘设备和对象存储进行了系统研究,设计了基于对象存储的固态盘存储加速系统。本文的研究工作主要包括以下几个方面:（1）研究了闪存型固态盘和DRAM型固态盘的基本原理、组成结构、存储特性和应用现状,分析对比了传统的磁盘和固态盘系统的性能;（2）研究了存储结构的演变,重点研究了对象存储的基本理论和基于对象存储的文件系统;（3）以Lustre文件系统为基础,针对不同存储设备的性能特性,利用对象粒度的灵活性以及对象存储接口丰富的功能特性,设计了可应用于基于对象存储的Lustre文件系统的固态盘存储加速系统,将对象迁移到不同的OST上,以提高系统性能;（4）研究了I/O访问模式特点、多专家系统原理及决策算法,分析了传统文件Cache的替换及预取策略。针对实际应用中I/O访问模式的多样性和变化性,设计了基于多专家决策的对象调度算法;（5）实现了基于多专家对象调度策略的对象Cache原型,集成了基于FIFO、LRU、LFU、MRU替换算法的替换专家模块,在不同类型的I/O负载下进行了测试,证明了多专家对象调度算法在各种负载下的性能均能接近或超过最优算法,具有较强的自适应性;（6）实现了混合型OST应用模型的原型系统,在随机I/O负载下分别对各种混合型OST的性能进行了分析比较。本文研究工作中一些设计思想和关键技术,对其它新型外部存储系统的研究具有参考价值。
二、基于符号替换算法的光电混合型计算机的设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于符号替换算法的光电混合型计算机的设计（论文提纲范文）
（1）面向混合主存系统的光互连网络研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文组织结构 |
| 第二章 混合主存系统架构与光互连网络核心器件 |
| 2.1 DRAM与 NVM存储器 |
| 2.2 混合主存系统 |
| 2.2.1 同级混合主存系统 |
| 2.2.2 多级混合主存系统 |
| 2.3 光互连网络核心器件 |
| 2.3.1 激光源 |
| 2.3.2 光波导 |
| 2.3.3 微环谐振器 |
| 2.3.4 光调制器 |
| 2.3.5 光检测器 |
| 第三章 面向同级混合主存系统的光互连网络设计 |
| 3.1 光互连网络拓扑设计 |
| 3.2 光互连网络波长分配方案及通信过程 |
| 3.3 光互连网络扩展方法 |
| 3.4 光互连网络仿真与性能分析 |
| 第四章 面向多级混合主存系统的光互连网络设计 |
| 4.1 光互连网络拓扑设计 |
| 4.2 光互连网络波长分配方案及通信过程 |
| 4.3 光互连网络扩展方法 |
| 4.4 光互连网络仿真与性能分析 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）基于机器学习的固态缓存优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 相关技术介绍 |
| 2.1 缓存技术 |
| 2.2 基于闪存的固态盘技术 |
| 2.3 机器学习技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 一次访问过滤的缓存系统 |
| 3.1 图片缓存系统 |
| 3.2 策略核心思想 |
| 3.3 缓存架构设计 |
| 3.4 一次访问判断标准 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 一次访问分类预测 |
| 4.1 数据采样 |
| 4.2 分类算法 |
| 4.3 特征提取 |
| 4.4 分类预测质量的保障机制 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 系统测试与分析 |
| 5.1 测试环境 |
| 5.2 数据来源和采样 |
| 5.3 分类系统的性能 |
| 5.4 缓存系统的性能 |
| 5.5 分类系统的分解 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 全文总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 硕士研究生期间的研究成果 |
（3）层次混合存储系统中缓存和预取技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 混合存储系统发展概述 |
| 1.2 混合存储系统分类 |
| 1.3 混合存储系统面临的挑战 |
| 1.4 混合存储系统相关研究 |
| 1.5 本文的研究目的与内容 |
| 1.6 课题来源 |
| 2 层次型混合存储系统架构 |
| 2.1 层次型混合存储体系结构 |
| 2.2 闪存缓存硬件构成 |
| 2.3 闪存缓存软件构成 |
| 2.4 层次型混合存储系统中缓存和预取技术展望 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于随机访问优先策略的缓存架构 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 背景知识和研究动机 |
| 3.3 RAF系统结构 |
| 3.4 实验方法 |
| 3.5 实验结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于层间访问特征的旁路缓存算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 背景知识和研究动机 |
| 4.3 基于层间交互信息的旁路绕过算法 |
| 4.4 实验结果 |
| 4.5 相关工作 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于关系图的顺序预取算法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 背景知识和研究动机 |
| 5.3 FLAP的设计构成 |
| 5.4 实验方法 |
| 5.5 实验结果 |
| 5.6 相关工作 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 基于分条的并行磁盘预取算法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 背景知识和研究动机 |
| 6.3 SOAP的设计构成 |
| 6.4 实验方法 |
| 6.5 实验结果 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文小结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
（4）三值光学处理器控制电路设计和实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光学计算机的研究进展 |
| 1.2 三值光学计算机发展历程 |
| 1.3 三值光学计算机的特点 |
| 1.4 主要研究工作及创新点 |
| 1.5 课题来源 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 三值光学处理器基本理论和技术 |
| 2.1 主要光学部件介绍 |
| 2.1.1 偏振片 |
| 2.1.2 液晶 |
| 2.1.3 编码器的硬件结构 |
| 2.1.4 运算器的硬件结构 |
| 2.2 三值光学处理器的重构技术 |
| 2.2.1 降值设计理论简介 |
| 2.2.2 基元的硬件结构 |
| 2.2.3 基元重构电路的结构和工作原理 |
| 2.2.4 三值光学处理器的重构过程 |
| 2.3 三值光学处理器的数据位管理理论 |
| 2.3.1 数据位管理的研究历史 |
| 2.3.2 数据位管理的特殊性与必要性 |
| 2.3.3 数据位的概念 |
| 2.3.4 整体重构技术 |
| 2.3.5 数据位分配技术 |
| 2.3.6 数据位寻址 |
| 2.3.7 坏位替换技术 |
| 2.3.8 数据位管理理论在SD11中的实践 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 三值光学处理器控制电路设计 |
| 3.1 SD11的硬件构造原理 |
| 3.1.1 SD11的原理结构 |
| 3.1.2 光学部件的分层控制策略 |
| 3.1.3 硬件整体架构 |
| 3.2 液晶连接器设计 |
| 3.3 专用液晶驱动电路设计 |
| 3.4 锁存器分布的设计 |
| 3.5 数据位地址空间的分配方案和技术 |
| 3.6 重构电路的设计 |
| 3.6.1 主光路编码液晶控制模块中的部分重构电路设计 |
| 3.6.2 控制光路编码液晶控制模块中的部分重构电路设计 |
| 3.6.3 运算液晶控制模块中的部分重构电路设计 |
| 3.7 可扩展性设计 |
| 3.8 关键部件间的通信模型 |
| 3.9 三值光学处理器的功耗分析 |
| 3.10 本章小结 |
| 第四章 三值光学处理器控制电路实现 |
| 4.1 控制模块的实现 |
| 4.1.1 芯片选型 |
| 4.1.2 顶层/底层控制模块的实现 |
| 4.1.3 转接模块 |
| 4.2 重构电路的实现 |
| 4.2.1 控制光路编码液晶控制模块中的部分重构电路实现 |
| 4.2.2 主光路编码液晶控制模块中的部分重构电路实现 |
| 4.2.3 运算液晶控制模块中的部分重构电路实现 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 实验 |
| 5.1 实验硬件 |
| 5.2 实验软件 |
| 5.2.1 流程图 |
| 5.2.2 上位机软件界面 |
| 5.3 实验用例 |
| 5.4 实验过程 |
| 5.4.1 实验一 |
| 5.4.2 实验二 |
| 5.5 实验结论 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读博士学位期间公开发表的论文 |
| 致谢 |
（5）三值光学计算机解码器理论和实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光计算与光学计算机 |
| 1.2 三值光学计算机 |
| 1.2.1 三值光学计算机的研究进展 |
| 1.2.2 三值光学计算机的基本结构 |
| 1.2.3 三值光学计算机的编码器和解码器 |
| 1.3 课题来源及选题意义 |
| 第2章 光电转换技术 |
| 2.1 半导体光电转换器件 |
| 2.1.1 常用半导体光电转换器件 |
| 2.1.2 常用半导体光电转换器件的性能比较 |
| 2.2 光电转换器阵列 |
| 2.2.1 CCD 图像传感器 |
| 2.2.2 CMOS 图像传感器 |
| 2.2.3 CCD 与CMOS 图像传感器的比较 |
| 2.3 CMOS 数字图像传感器OV7660 |
| 2.3.1 OV7660 的功能特点 |
| 2.3.2 SCCB 总线协议 |
| 第3章 三值光学计算机解码器原理 |
| 3.1 三态光信号判定 |
| 3.1.1 光波偏振态的斯托克斯矢量描述 |
| 3.1.2 三态光信号判定原理 |
| 3.1.3 三态光信号判定方法 |
| 3.1.4 四种三态光信号判定方法的比较 |
| 3.2 三值光学计算机解码器工作原理 |
| 3.3 理想三值光学计算机解码器结构原理 |
| 3.3.1 三值光学计算机解码器功能结构 |
| 3.3.2 三态光信号分束系统 |
| 3.3.3 光电转换系统 |
| 3.3.4 数据阵列接收与存储系统 |
| 3.3.5 解码系统 |
| 3.3.6 理想三值光学计算机解码器硬件结构 |
| 第4章 实用三值光学计算机解码器系统设计 |
| 4.1 实用三值光学计算机解码器的总体结构 |
| 4.1.1 实用三值光学计算机解码器的技术指标 |
| 4.1.2 运算器镜像式三态光信号分束系统 |
| 4.1.3 基于CMOS 图像传感器的光电转换系统 |
| 4.1.4 数字运算图像的采集与存储系统 |
| 4.1.5 实用三值光学计算机解码器系统结构 |
| 4.2 实用三值光学计算机解码器硬件系统 |
| 4.2.1 硬件系统设计要求 |
| 4.2.2 CMOS 数字图像传感器模块 |
| 4.2.3 嵌入式微处理器模块 |
| 4.2.4 存储器模块 |
| 4.2.5 USB 通信模块 |
| 4.3 实用三值光学计算机解码器软件系统 |
| 4.3.1 软件系统设计要求 |
| 4.3.2 软件系统总体结构 |
| 4.4 实用三值光学计算机解码器关键技术 |
| 4.4.1 输入光信号与输出电信号的对应关系 |
| 4.4.2 定标 |
| 4.4.3 基元图像的特点 |
| 4.4.4 基元图像二值化 |
| 4.4.5 CMOS 数字图像传感器的功能配置 |
| 第5章 实用三值光学计算机解码器系统实现 |
| 5.1 硬件系统实现 |
| 5.1.1 CMOS 图像传感器OV7660 的接口电路 |
| 5.1.2 PDIUSBD12 的接口电路 |
| 5.1.3 SDRAM 和FLASH ROM 存储器的接口电路 |
| 5.1.4 电源电路 |
| 5.1.5 复位电路 |
| 5.1.6 晶体振荡电路 |
| 5.2 软件系统实现 |
| 5.2.1 下位机软件系统 |
| 5.2.2 上位机软件系统 |
| 第6章 三值光学计算机解码器实验及结果分析 |
| 6.1 三值光学计算机解码器实验系统 |
| 6.1.1 总体结构 |
| 6.1.2 监控系统 |
| 6.1.3 解码对象简介 |
| 6.2 实验数据设计 |
| 6.3 实验步骤 |
| 6.4 实验结果分析 |
| 6.5 解码器系统可靠性测试及其结果分析 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 研究工作与成果 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加的科研课题 |
| 致谢 |
（6）走近光学计算机（论文提纲范文）
| 1 光学计算机研究的核心问题 |
| 1.1 光学多稳态器件的研究 |
| 1.2 空间滤波阵列处理器的研究 |
| 1.3 光学计算机整机效率的研究 |
| 2 三值光学计算机的成长道路 |
| 3 三值光学计算机的重要成果 |
| 3.1 百位量级原理研究实验系统 |
| 3.2 千位量级结构研究实验系统 |
| 3.3 千位量级应用研究实验系统 |
| 4 伸手可及的三值光学计算机 |
| 4.1 三值光学计算机的特色 |
| 4.1.1 低功耗 |
| 4.1.2 易使用 |
| 4.1.3 数据位数众多且增加方便 |
| 4.1.4 光学处理器的可重构性 |
| 4.2 发挥三值光学计算机特色的场合 |
| 4.2.1 大量小数据相加 |
| 4.2.2 超大数据相加 |
| 4.2.3 结构化数据的计算 |
| 4.3 使用三值光学计算机 |
| 4.3.1 联机操作 |
| 4.3.2 脱机操作 |
| 4.3.3 在高性能计算中使用三值光学计算机 |
| 5 三值光学计算机的前景 |
| 6 结束语 |
（7）千位三值光学处理器理论、结构和实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究目的和意义 |
| 1.3 国内外研究应用现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.3.3 目前的主要问题 |
| 1.4 三值光学计算机研究现状 |
| 1.5 论文的主要研究内容及创新点 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 千位三值光学处理器原理和结构 |
| 2.1 相关光学基础 |
| 2.2 三值光学处理器 |
| 2.2.1 三值光学计算机概念结构 |
| 2.2.2 三值光学处理器的部件 |
| 2.3 千位三值光学编码器 |
| 2.3.1 三值光学编码器原理 |
| 2.3.2 千位三值光学编码器设计 |
| 2.4 千位三值光学运算器 |
| 2.4.1 三值光学运算器原理 |
| 2.4.2 千位三值光学运算器设计 |
| 2.5 千位三值光学解码器 |
| 2.5.1 三值光学解码器原理 |
| 2.5.2 千位三值光学解码器设计 |
| 2.6 千位三值光学处理器结构和工作流程 |
| 2.7 千位三值光学处理器特点 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 核心器件——并行液晶阵列的研制 |
| 3.1 千位三值光学处理器的旋光器件 |
| 3.2 液晶盒的结构和驱动方式 |
| 3.2.1 液晶盒结构和工作原理 |
| 3.2.2 液晶的驱动方式 |
| 3.3 并行液晶阵列设计与实现 |
| 3.3.1 选择液晶类型 |
| 3.3.2 并行液晶阵列控制电极模板设计 |
| 3.3.3 并行液晶阵列的控制芯片 |
| 3.3.4 液晶盒与控制芯片的连接 |
| 3.3.5 研制的并行液晶阵列成品 |
| 3.4 并行液晶阵列接口与像素控制 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 千位三值光学处理器各部件的实现 |
| 4.1 光学组件制作 |
| 4.2 光学组件控制系统硬件 |
| 4.3 光学组件嵌入式系统软件 |
| 4.4 千位三值光学解码器结构 |
| 4.5 千位三值光学解码器硬件 |
| 4.6 千位三值光学解码器软件 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 千位三值光学处理器系统集成与测试 |
| 5.1 千位三值光学处理器系统集成 |
| 5.2 千位三值光学处理器系统测试 |
| 5.2.1 测试数据 |
| 5.2.2 定标和阈值设置 |
| 5.2.3 光学组件测试 |
| 5.3 千位三值光学处理器系统自检 |
| 5.4 千位三值光学处理器性能 |
| 5.5 基于千位三值光学处理器系统的实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 千位三值光学运算器重构单元 |
| 6.1 重构单元设计 |
| 6.1.1 重构单元结构 |
| 6.1.2 重构单元电学控制部分设计与重构命令 |
| 6.1.3 重构电路缺省输出 |
| 6.2 重构单元构造三值光学运算器 |
| 6.3 重构单元的解码模块设计 |
| 6.4 重构单元电学控制部分的另一种设计 |
| 6.5 改进的千位三值光学处理器结构 |
| 6.6 千位三值光学处理器重构单元的分组管理 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读博士学位期间公开发表的论文 |
| 作者在攻读博士学位期间所作的项目 |
| 致谢 |
（8）三值光计算机原理和结构（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 电子计算机的发展现状 |
| 1.2 光计算机的发展史及现状 |
| 1.2.1 国际情况 |
| 1.2.2 国内情况 |
| 1.3 光学运算部件的现状 |
| 1.3.1 逻辑运算部件 |
| 1.3.2 算术运算部件 |
| 1.3.3 算法部件 |
| 1.4 光互连结构的现状 |
| 1.5 光与电的配合使用 |
| 1.6 三值光计算机概念的提出 |
| 1.6.1 计算机技术更迭的几种思路 |
| 1.6.2 三值光计算机的概念 |
| 1.6.3 三值光计算机概念的提出过程 |
| 1.6.4 三值光计算机研究成果和创新点 |
| 本章小结 |
| 第二章 三值光计算机的光学基础 |
| 2.1 光的偏振 |
| 2.2 晶体中的光学现象 |
| 2.2.1 晶体的双折射现象 |
| 2.2.2 晶体的旋光现象 |
| 2.2.3 晶体的二向色现象 |
| 2.3 液晶中的光学现象 |
| 2.3.1 液晶分子的结构特点和分类 |
| 2.3.2 液晶的双折射性和波导效应 |
| 2.3.3 铁电系液晶和反铁电系液晶 |
| 2.3.4 表面稳定铁电系液晶 |
| 2.4 偏振光器件 |
| 2.4.1 马吕斯定律 |
| 2.4.2 晶体器件 |
| 2.4.3 液晶器件 |
| 2.5 光的空间巨并行性和无高频辐射衰减性 |
| 本章小结 |
| 第三章 三值光计算机硬件的基本结构与工作原理 |
| 3.1 三值光计算机的信息表示 |
| 3.2 三值光计算机编码器和解码器的工作原理 |
| 3.2.1 编码器和解码器的结构 |
| 3.2.2 编码器和解码器的工作原理 |
| 3.2.3 信号光的传输和误差补偿 |
| 3.2.4 另一种解码器的工作原理 |
| 3.3 进位直达并行加法器原型 |
| 3.3.1 三进制运算规律 |
| 3.3.2 半加器 |
| 3.3.3 进位直达并行全加器原理 |
| 3.4 逻辑运算器 |
| 3.4.1 二值逻辑光运算器原型 |
| 3.4.2 三值逻辑光运算器原型 |
| 3.5 存储器原型 |
| 3.5.1 光纤环存储器 |
| 3.5.2 手性物质存储器 |
| 3.5.3 细菌视紫红质薄膜存储器 |
| 3.5.4 半导体存储器 |
| 3.6 其它部件 |
| 3.6.1 光路选择器 |
| 3.6.2 控制器原型 |
| 3.6.3 光阀和光开关 |
| 3.6.4 输入、输出通道 |
| 3.7 三值光计算机的基本结构及特点 |
| 3.7.1 三值光计算机的硬件结构 |
| 3.7.2 三值光计算机的特点 |
| 3.8 三值光计算机与二值光计算机的比较 |
| 本章小结 |
| 第四章 三值光计算机的实验基础 |
| 4.1 液晶的旋光性实验 |
| 4.2 三值光计算机编码器和解码器实验 |
| 4.2.1 分离元件编码器和解码器实验 |
| 4.2.2 集成元件编码器和解码器的佐证实验 |
| 4.3 三值编码和二值编码的转换器实验 |
| 4.4 其它佐证实验简介 |
| 4.4.1 各种液晶运算器 |
| 4.4.2 光纤的保偏性实验 |
| 4.4.3 光路选择器实验 |
| 4.4.4 电子计算机做控制器实验 |
| 4.5 有待进行的实验 |
| 本章小结 |
| 第五章 三值光计算机软件系统的概貌 |
| 5.1 三值光计算机软件的两大任务 |
| 5.2 三值光计算机操作系统概貌 |
| 5.2.1 包含现行操作系统 |
| 5.2.2 存储器数据变换器 |
| 5.2.3 光路选择管理器 |
| 5.2.4 数据位数和光运算器的管理 |
| 5.2.5 其它光学器件管理器 |
| 5.3 数据位数管理器 |
| 本章小结 |
| 第六章 三值光计算机原理在光纤通信上的应用 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 三值光纤通信的基本原理 |
| 6.2.1 理想光纤情况 |
| 6.2.2 实际光纤情况 |
| 6.3 中继器原理 |
| 6.4 在二值光通信系统中实现三值光纤通信的一个方案 |
| 6.4.1 “三并二”原理 |
| 6.4.2 “三并二”转换器结构原理 |
| 6.5 潜在的应用 |
| 本章小结 |
| 第七章 关于光模拟计算机的思考 |
| 7.1 光模拟计算机思想的提出 |
| 7.1.1 泛逻辑智能机与光模拟计算机 |
| 7.1.2 光模拟计算机的信息表示 |
| 7.2 光模拟计算机的基本原理 |
| 7.2.1 光模拟编码器 |
| 7.2.2 光模拟解码器 |
| 7.2.3 光模拟运算器 |
| 7.2.4 光模拟计算机的存储器 |
| 本章小结 |
| 第八章 三值光计算机研究工作的总结和展望 |
| 8.1 研究成果总结 |
| 8.2 近期的研究目标 |
| 8.3 远期的研究目标 |
| 8.4 结束语 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作和发表的论文 |
| 致谢 |
（10）基于对象存储的固态盘存储加速技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 存储结构的演变 |
| 1.2.1 直接附属存储 |
| 1.2.2 网络附接存储 |
| 1.2.3 存储区域网 |
| 1.2.4 基于对象存储 |
| 1.3 课题的主要工作 |
| 1.4 论文的组织结构 |
| 第二章 固态盘存储技术 |
| 2.1 基于闪存的固态盘 |
| 2.1.1 技术特性 |
| 2.1.2 组成结构 |
| 2.1.3 闪存转换层 |
| 2.2 基于DRAM 的固态盘 |
| 2.3 固态盘设备性能 |
| 2.4 固态盘的应用研究现状 |
| 第三章 基于对象存储的固态盘存储加速系统 |
| 3.1 基于对象存储 |
| 3.1.1 存储对象 |
| 3.1.2 对象存储设备 |
| 3.2 基于对象的文件系统 |
| 3.2.1 研究现状 |
| 3.2.2 Lustre 文件系统 |
| 3.2.3 对象存储性能分析 |
| 3.3 基于对象存储的固态盘存储加速系统 |
| 3.3.1 系统架构 |
| 3.3.2 MDS 加速 |
| 3.3.3 OST 加速 |
| 第四章 对象调度策略的设计与实现 |
| 4.1 访问模式 |
| 4.1.1 访问模式的类型 |
| 4.1.2 访问模式的获取 |
| 4.2 多专家决策算法 |
| 4.2.1 加权多数算法 |
| 4.2.2 权重分配算法 |
| 4.3 对象预取策略 |
| 4.3.1 文件Cache 预取算法 |
| 4.3.2 对象预取策略的设计 |
| 4.4 对象替换策略 |
| 4.4.1 文件Cache 替换算法 |
| 4.4.2 对象替换策略的设计 |
| 4.5 对象调度策略的实现 |
| 第五章 性能测试与结果分析 |
| 5.1 测试方法与测试负载 |
| 5.1.1 测试方法 |
| 5.1.2 测试负载 |
| 5.2 测试结果与分析 |
| 5.2.1 基于对象调度策略的对象Cache 测试 |
| 5.2.2 混合型OST 结构的加速比测试 |
| 第六章 结束语 |
| 6.1 已完成的工作 |
| 6.2 下一步的工作 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
四、基于符号替换算法的光电混合型计算机的设计（论文参考文献）
- [1]面向混合主存系统的光互连网络研究与设计[D]. 赵龙. 西安电子科技大学, 2019(02)
- [2]基于机器学习的固态缓存优化研究[D]. 易锌波. 华中科技大学, 2019(03)
- [3]层次混合存储系统中缓存和预取技术研究[D]. 刘洋. 华中科技大学, 2013(02)
- [4]三值光学处理器控制电路设计和实现[D]. 欧阳山. 上海大学, 2012(06)
- [5]三值光学计算机解码器理论和实现[D]. 左开中. 上海大学, 2011(07)
- [6]走近光学计算机[J]. 金翊. 上海大学学报(自然科学版), 2011(04)
- [7]千位三值光学处理器理论、结构和实现[D]. 谌章义. 上海大学, 2010(12)
- [8]三值光计算机原理和结构[D]. 金翊. 西北工业大学, 2002(01)
- [9]基于符号替换算法的光电混合型计算机的设计[J]. 申铉京,千庆姬,张晓旭. 光学技术, 2000(01)
- [10]基于对象存储的固态盘存储加速技术研究[D]. 邹丹. 国防科学技术大学, 2008(05)