【摘 要】
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近年来,随着电子计算机系统的不断发展,在处理一些大数据时,出现了能耗高、并行处理能力不足以及计算率低的问题。而三值光学计算机具有能耗低、巨位数可并行运算以及可按位重构的特点,这些特点使得它在处理大规模数据的计算问题时具有一定的优势。基于三值光学计算机具有以上的这些优势,本文将研究采用三值光学计算机求解大规模的最短路径问题。本文的研究内容包括:利用三值光学计算机数据位易扩展和巨位数并行的特点提出全并
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“基于千位双旋光结构三值光学处理器的结构量并行计算平台研究”（项目编号:61862023）； 江西省自然科学基金项目“面向结构型数据运算的并行计算平台研究——基于千位双旋光结构三值光学处理器”（项目编号:20181BAB202007）； 江西省教育厅项目（项目编号:GJJ190325）；
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近年来,随着电子计算机系统的不断发展,在处理一些大数据时,出现了能耗高、并行处理能力不足以及计算率低的问题。而三值光学计算机具有能耗低、巨位数可并行运算以及可按位重构的特点,这些特点使得它在处理大规模数据的计算问题时具有一定的优势。基于三值光学计算机具有以上的这些优势,本文将研究采用三值光学计算机求解大规模的最短路径问题。本文的研究内容包括:利用三值光学计算机数据位易扩展和巨位数并行的特点提出全并行矩阵算法,该算法采用了“矩阵相乘”、MSD（Modified Signed-Digit）数据正负判断器和一步式MSD加法的原理,在光学计算机中可以有效的实现并行计算,并详细的阐述了全并行矩阵算法（Fully Parallel Matrix algorithm,FPM）的算法思想、设计原理以及操作步骤。将三值光学计算机上的全并行矩阵算法与电子计算机上的传统算法进行时钟周期的比较与分析。证明在解决最短路径问题时,本文所设计的基于三值光学计算机平台的全并行矩阵算法可以有效的缩短运算时间,可以发挥三值光学计算机巨位数并行的特点,更加具有现实应用意义。在现有的三值光学计算机实验平台对本文所提出的全并行矩阵算法的设计方案进行实验验证。证明本方案的正确性和现实可行性。论文的创新点包括:针对电子计算机在求解最短路径值时存在的能耗高、速度慢的问题,本文提出了基于三值光学计算机的全并行矩阵算法。该算法可达到快速求解最短路径值的效果,并在最后通过实验证明此方案可行,具有现实意义。
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