.:Систолические структуры:.
Систолическая архитектура вычислительного устройства является решением, агрессивно эксплуатирующим параллелизм "конвейерного" типа. Несмотря на
принципиальную дороговизну решения (применение специализированных аппаратных решений), систолы являются одним из самых эффективных методов решения
специализированных задач, так как часто обеспечивают на конкретной задаче быстродействие, недостижимое для большинства микропроцессорных архитектур.

Систолические системы являются очень специализированными вычислителями и производятся в основном под конкретную задачу. Фактически, задача построения
систолического вычислителя сводится к постороению аппаратного конвейера, имеющего достаточно большое время получения результата (т.е. большое количество
ступеней) но при этом сравнительно маленькое время между последовательной выдачей результатов, так как значительное количество промежуточных значений
обрабатывается на разных ступенях конвейера.

Если провести параллель в физиологии, то систолы больше всего напоминают систему сосудов и сердце, которое постоянно посылает кровь во все артерии,
сосуды и капилляры тела.
____________________
Основной принцип систолической обработки заключается в том, чтобы выполнить все стадии обработки каждого элемента данных, извлеченного из памяти,
прежде чем вновь поместить в память результат этой обработки. Этот принцип реализуется систолической матрицей процессорных элементов, в которой
отдельные процессорные элементы объединены между собой прямыми и регулярными связями, образующими конвейер. Таким образом может формироваться
несколько потоков операндов, каждый из которых образован исходными операндами (элементами структуры данных, хранящейся в памяти), промежуточными
результатами, полученными при выполнении элементарных операций в каждом процессорном элементе, и элементами результирующей структуры. Потоки данных
синхронизированы единой для всех процессорных элементов системой тактовых сигналов. Во время тактового интервала все элементы выполняют короткую
неизменную последовательность команд (или одну команду).

Систолические архитектуры обладают следующими достоинствами:
* минимизируются обращения к памяти, что позволяет согласовать скорость работы памяти со скоростью обработки,
* упрощается решение проблем ввода–вывода вследствие уменьшения конфликтов при обращении к памяти,
* эффективно используются технологические возможности СБИС за счет регулярности структуры систолической матрицы.

Однако для реализации этих преимуществ необходимо найти для каждой задачи соответствующие систолические алгоритмы, которые могут быть реализованы на
систолической структуре системы. Такие алгоритмы существуют сегодня для широкого круга задач, среди которых задачи числовой обработки, обработки сигналов
и символов; умножение и обращение матриц и т.д. Большинство этих алгоритмов сводится к рекуррентным соотношениям того или иного вида. В зависимости от
вида систолического алгоритма, т.е. числа операндов, участвующих в примитивных операциях, типа этих элементарных операций и последовательности их
выполнения выбирается тип процессорного элемента и структура локальных регулярных связей между ними. К типовым конфигурациям систолических матриц
относятся: линейная - для реализации алгоритмов фильтрации при обработке сигналов, сравнения цепочек литер при обработке баз данных;
прямоугольная, перемножения матриц, нахождения двухмерных ДПФ; и гексагональная, для выполнения операций обращения матриц, решения линейных систем
уравнений и т.д.

Однако не все алгоритмы могут быть сведены к систолическим, и во многих случаях приходится отказываться от алгоритмов с меньшей сложностью в пользу более
сложных, но регулярных алгоритмов, но отвечающим требованиям систолической обработки.