Systolické systémy

Definice:

Systolický systém je multiprocesorový systém, který obsahuje jen několik málo typů poměrně jednoduchých procesorů. Meziprocesorové spoje mají důsledně lokální charakter, směr toku dat a topologie spojů mezi procesy jsou pro celý algoritmus řešení dané úlohy neměnné. V době činnosti systém u pracují současně všechny jeho procesory. Každý procesor systému pracuje jen se svou lokální pamětí a komunikuje jen se svými bezprostředními sousedy v síti. Výsledky operací jednotlivých procesorů (tj. dílčí výsledky výpočtu prováděného celým systolickým systémem se neustále přesouvají se zadanými zpožděními k sousedním procesorům. Všechny procesory danného typu (resp. stejně naprogramované a konfigurované universální procesory) provádějí v době činnosti systému tytéž pro daný typ procesoru pevně určené operace. Výsledky jsou předávány na výstupy procesorů se zpožděními, která jsou také pro odpovídající si výstupy procesorů daného typu totožné. Totožný je i způsob propojení procesorů daného typu s procesory sousedními (s eventuální výjimkou okrajových procesorů).

První systolické systémy byly navržen pro rychlé a efektivní vykonávání početně náročných matematických operací (násobení, rozklad). Oblastí využití postupně přibývalo, systolické systémy se začaly uplatňovat při třídění a vyhledávání dat, při realizaci front a zásobníků, při kódování a dekódování, při provádění různých transformací atd. Tyto systémy jsou vlastně technickou realizací vysoce efektivních pásových algoritmů a jejich činnost výhodně nahrazuje programovou interpretaci těchto algoritmů. Nejvíce se systolických systémů využívá v systémech pro zpracování obrazu a rozpoznávání, a to především v roli preprocesorů pro úvodní zpracování obrazové informace.

Dále je možné rozlišit jednoúčelové (homogenní a heterogenní) a víceúčelové systolické systémy. Podrobněji v [11, 12].