[發明專利]基于形式領域融合的計算模型

有效

• 申請號: 200910040498.3
• 申請日: 2009-06-23
• 公開（公告）號: CN101582027A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發明（設計）人: 齊德昱;齊啟豪
• 申請（專利權）人: 齊德昱
• 主分類號: G06F9/44
• 分類號: G06F9/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及計算機領域，尤其涉及一種計算機系統的構造方法及系統。

背景技術

計算模型自計算機誕生以來一直是人們重點關注的問題，它涉及的問題 很廣泛，從底層的處理器體系結構到高層的軟件開發方法(及軟件體系結 構)，都是以計算模式為基礎的。

目前公認的計算模式主要有圖靈計算(底層)、數據流計算(底層與高層)、 神經網絡計算(底層與高層)及純高層的面向對象的計算、構件技術與面向服 務架構(Service?Oriented?Architecture，SOA)等。除此以外，很多自然界中的 物理化學過程都蘊涵著類似于信息處理機制的計算模式，因此，近年來也提出 了物理計算(超導計算，量子計算，光子計算)和生物計算(DNA計算)。隨著 微電子技術的發展，可重構計算近年來異軍突起。這些計算模式并不是互相獨 立的，而是互相影響，互相促進，共同發展的。

在底層計算模式中，最早出現、現在仍然占據統治地位的的是我們熟知的 圖靈計算及其具體實現Von?Neumann體系。但目前也已經形成共識，就是圖靈 計算的串行操作特征是目前計算性能發展的瓶頸，必須基于新的、充分具備并 行能力的計算模式，才能在計算機計算性能上取得質的突破。然而，盡管人們 一直都在研究新的計算模式，但始終沒有走向商業化。

在高層模式研究中，當以軟件體系結構的研究為主。由于軟件體系結構主 要從高層(即計算機軟件)考慮系統的結構與構成方式，所以一般沒有列入計 算模式的研究。但是，由于其重點仍然是模式、模型(框架)及開發方法一類 的問題，所以，與一般意義下的計算模式密切相關，也可以相互借鑒。

有關軟件體系結構的研究與成果，屬于粗體系結構的主要有多層C/S結構、 面向對象技術、分布對象(如EJB、COM等)、SOA、MVC機及網格體系結構 五層沙漏結構、OGSA和WSRF等。屬于細體系結構的主要有C2、管道/過濾器、 黑板系統及開源項目Ptolemy?II(由美國加州大學伯克利分校在美國國家自然科 學基金及包括Microsoft在內的一些公司資助下進行)。

綜合目前的計算模式的研究，主要存在以下問題：

■一些基于自然界中的物理化學過程的計算模型(超導計算，量子計算，光 子計算和生物計算)由于受到相關學科的發展的制約，很不成熟，距離實踐尚 遠。

■軟件體系結構及硬件開發的研究中涉及的計算模型，目前以SOA為重點， 人們將很大精力放在對SOA中基本問題的研究，如服務發現、服務組合、服務 自組織自適應等，忽略SOA本身的缺陷。事實上，SOA的實質上的缺陷是沒有 形式語義支持(見下段)。

■形式語義問題：這里，形式語義是指抽象化了的功能操作。我們認為，一 個系統可以通過具有形式語義的構件構成。形式語義與具體的系統功能無關， 它是系統的共性功能的抽象。相比之下，一般的構件，如面向對象技術中的對 象、SOA中的服務，都是無形式語義的，它們重點強調的是構件的語法與語用 問題，如SOA，它以服務與服務組合為主線，即軟件的主要成分是服務，而軟件 主要構造行為是服務組合。其中，服務是以平臺無關的定義(描述)為標志的， 而SOA對服務本身及服務組合并沒有專門的語義標準。缺乏形式語義支持時， 用戶不得不從頭起定義構件的功能，顯然存在效率低下、質量難以保障的問題。

發明內容

鑒于上述現有技術所存在的問題，本發明供了一種計算機系統的構造方 法，以給出對上述現有技術所存在問題的解決。對比現行的軟件開發方法， 提供了一種新的軟件開發方法；對比現行的計算機處理器/多處理機系統，提 供了一種新的計算機處理器體系結構。

該發明的目的在于，提供一種新的計算機軟件構造方法，充分提高軟件生 產率和軟件可信性。

該發明的目的還在于，提供一種新的計算機處理器的體系結構，用于構造 這樣一種處理器，它的工作原理與使用方式不同于目前的以“存儲程序”式計 算機處理器，可充分提高處理器的并行處理能力及應用開發效率。

該發明的進一步目的還在于，提供一種新的多處理機體系，突破傳統的基 于集群的多處理器體系，實現跨網絡的高度并行處理。

該發明給出的計算機系統構造方法，要點如下：