یکی از روشهای افزایش کارایی پردازنده های همه منظوره، استفاده از پردازنده های با مجموعه دستورالعمل قابل توسعه است. این پردازنده شامل یک پردازنده با هسته توسعه برای پشتیبانی دستورالعمل های سفارشی خاص منظوره می باشند. روش های اکتشافی مختلفی برای انتخاب خودکار این دستورالعمل ها ارایه شده است که اکثر آن ها از گراف جریان داده برنامه کاربردی برای شناسایی دستورالعمل های سفارشی استفاده می کنند. بدست آوردن این گراف و چندین بار پیمایش آن هزینه زیادی دارد. در این پایان نامه، یک الگوریتم ایستای مبتنی بر دستورالعمل، جهت انتخاب دستورالعمل های سفارشی برای یک پردازنده ارایه شده است که به جای استفاده از گراف جریان داده از روند اجرای برنامه استفاده می کند. چون الگوریتم ایستاست، زمان اجرای آن اهمیت چندانی ندارد و اطلاعات کافی برای شناسایی بهترین دستورالعمل های سفارشی جود دارد و لذا یک حد بالا برای بهبود کارایی با توجه به محدودیت ها ارایه شده است. با استفاده از این الگوریتم تعداد کلاک های لازم برای اجرای برنامه های کاربردی بطور میانگین 77/25 درصد و حداکثر 6/48 درصد کاهش یافته است که در مقایسه با سایر الگوریتم ها بطور متوسط 65/2 درصد بهبود داشته است. پس از افزودن دستورالعمل های طویل با تکرار کم به مجموعه، افزودن دستورالعمل های انشعاب به عنوان آخرین دستورالعمل پایه و گسترش نمونه ها بعد از انشعاب در مسیر taken یا not-taken ، میزان بهبود تعداد کلاک ها بطور میانگین 63/47 درصد شد. در این حالت در برخی برنامه ها تعداد کلاک های اجرای برنامه 9/93 درصد بهبود یافت. همچنین در این پایان نامه روشی برای انتخاب زیر مجموعه ای از دستورالعمل های سفارشی با توجه به مساحت ارایه شده است. با این روش می توان دستورالعمل هایی را که با مساحت کمتر، در تسریع اجرای برنامه نقش موثرتری دارند، انتخاب کرد. مساحت دستورالعمل های سفارشی بر اساس مجموع تعداد گیت های دستورالعمل های پایه تخمین زده شده است. مشخصه های بیرونی مانند تعداد تکرار دستورالعمل های پایه، مساحت، تعداد دستورالعمل های سفارشی شناسایی شده و میزان بهبود تعداد کلاک نقش دارند. در این پایان نامه حد آستانه هر یک از این مشخصه ها برای رسیدن به حداکثر کارایی با حداقل هزینه مساحت تعیین شده است.

در دنیایی که استانداردها همواره رو به تکامل هستند و هر روز کاربردهای جدید شکل می گیرند، انعطاف پذیری سیستم های الکترونیکی و کامپیوتری اهمیت بسیار دارد. سیستم های قابل بازپیکربندی برای پاسخ به این نیازها طراحی می شوند. از طرفی نیاز به کارایی بالا، توان مصرفی پایین، مساحت سخت افزای کوچک و دیگر محدودیت های طراحی که هر روز سخت گیرانه تر می شوند، به کارگیری سخت افزاری های قابل برنامه ریزی عام منظوره را در بسیاری کاربردها نامناسب می سازند. تا به امروز پژوهش های متعددی در زمینه ی طراحی سیستم های قابل بازپیکربندی دارند و از اشتراک منابع میان پیکربندی های مختلف استفاده می کنند. با اینکه چنین سیستم هایی از لحاظ کارایی و توان مصرفی مناسب می باشند و مساحت سخت افزاری به مراتب کوچکتر از مدارهای قابل برنامه ریزی عام منظوره دارند، اما همچنان به علت اینکه در هر یک از پیکربندی های مداربخشی از آن بی کار می ماند، از لحاظ مساحت و هزینه ساخت معمولا دور از بهینه می باشند. از طرفی کاربردهای امروز دنیا طراحان سیستم های محاسباتی را به این سمت سوق می دهد که در سیستم هایشان از سخت افزار و نرم افزار به طور همزمان بهره بگیرند. در گذشته بخش های سخت افزاری و نرم افزاری یک سیستم به طور مجزا و مستقل طراحی، پیاده سازی و ارزیابی می شدند، اما امروزه با پیچیده تر شدن سیستم ها به خصوص soc ها طراحی مستقل سخت افزار و نرم افزار یک سیستم برای رسیدن به بسیاری از اهداف طراحی مناسب و به صرفه نیست. طراحی همزمان سخت افزار نرم افزار یک سبک طراحی سیستم است که در آن به طور همزمان یک معماری سخت افزاری و یک راه حل نرم افزاری متناسب با آن برای یک کاربرد خاص جستجو می شوند. در این سبک طراحی، طراح با استفاده از سبک سنگین کردن بین اجزای سخت افزاری و نرم افزاری، احتمال بهتری برای یافتن پاسخ بهینه یا نزدیک به بهینه در داخل فضای جواب به دست می آورد. در این پایان نامه روشی برای طراحی سیستم های قابل بازپیکربندی با سربار هزینه ی کم معرفی می گردد که در آن تکنیک طراحی همزمان سخت افزار نرم افزار کلید کاهش سربار قابلیت بازپیکربندی است، در این روش قابلیت بازپیکربندی یک سیستم به عنوان یک معیار نو در فرآیند افراز سیستم به سخت افزار و نرم افزار در نظر گرفته می شود و به این ترتیب طراحی همزمان با در نظر گرفتن قابلیت بازپیکربندی معرفی می گردد. روش ارائه شده در این پایان نامه در طراحی بخش وسیعی از سیستم های امروزی که همزمان چندین استاندارد را پشتیبانی می کنند، قابل استفاه است. در این پایان نامه پس از معرفی efm و توضیح علت انتخاب آن، طراحی همزمان با در نظر گرفتن قابلیت بازپیکربندی برای پیاده سازی قابل بازپیکربندی استاندارد efm مورد آزمایش قرار می گیرد. نتایج به دست آمده موید کاهش هزینه ی کلی سیستم از طریق به کارگیری روش پیشنهادی می باشد.

به دلیل افزایش قیمت نفت خام و همچنین تقاضا برای الفین¬های سبک نظیر اتیلن و پروپیلن، تلاشهای بسیاری برای پیدا کردن روشهای جایگزین برای تولید الفینهای سبک از منابع دیگر از قبیل زغال سنگ و گاز طبیعی صورت گرفته است. همچنین با توجه به مصرف بازار، رشد تقاضا برای پروپیلن کمی سریع تر از اتیلن است. بنابراین تولید حاضر پاسخگوی نیاز آینده نیست. تبدیل متانول به الفین یک فرایند بدیع برای این منظور است. متانول، به دلیل فراوانی و در دسترس پذیری تکنولوژی تولید آن از گاز طبیعی و زغال سنگ، یک منبع جایگزین برای تولید الفین¬های سبک می¬باشد. در این رساله، تاثیر پارامترهای تاثیر گذار نظیر دما، زمان اقامت و نسبت مولی مورفولین به آلومینا بر روی کاتالیست¬های sapo-34 در فرایند تبدیل متانول به الفین و پایداری کاتالیست¬ها بحث شده است. به منظور بررسی دقیق و قانون¬مند این پارامترها و برهم¬کنش آن¬ها، روش پاسخ سطح به همراه طراحی ترکیب مرکزی استفاده شد. تحلیل آزمایش¬ها نشان داد که دما و زمان اقامت عوامل اصلی در بازده اولیه الفین¬های سبک هستند، درحالیکه نسبت مولی مورفولین به آلومینا مهمترین نقش را در پایداری کاتالیست دارد. افزایش دما و زمان اقامت منجر به افزایش اتیلن می¬شوند در حالیکه مقدار بهینه دما برای بازده اولیه پروپیلن در حدودoc 438 به دست می¬آید. طراحی آزمایش منجر به سنتز ترکیبات مختلف مورفولین و تترااتیل آمونیوم هیدروکسید شد. خواص فیزیکی و شیمیایی کاتالیست¬ها توسط روش¬های مختلف نظیر xrd، sem، bet، icp، ft-ir، 29si mas nmr و nh3-tpd تعیین شد. در بخش دیگری از این پژوهش غربال¬های مولکولی sapo-34 و meapso-34 (me= fe, co, ni, la, ce) سنتز شدند و به عنوان کاتالیست در فرایند تبدیل متانول به الفین¬های سبک مورد استفاده قرار گرفتند. مشارکت فلزات باعث افزایش زمان عمر کاتالیست¬ می¬شوند و اتیلن و پروپیلن بیشتری را تولید می¬کند. کاتالیست niapso-34 بالاترین اتیلن ( wt.%15/18) و ceapso-34 (wt.%22/17) و laapso-34 (wt.%2/15) بالاترین بازده پروپیلن را تولید می¬کنند. افزایش زمان عملکرد به ترتیب برای کاتالیست¬ها عبارت است از: ce-> la-> co-> ni-> fe-> sapo-34.. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که کاتالیست¬های اصلاح شده با فلزات خاکی کمیاب در مقایسه با دیگر فلزات بازده متان کمتری تولید می¬کنند. همچنین، کاتالیست¬های ceapso-34 با مقادیر مختلف سریوم سنتز شدند و توسط تکنیک¬های مختلف مشخصه¬یابی شدند. طیف nh3-tpd نشان داد که مقدار سایت¬های اسیدی، به خصوص سایت¬های اسیدی قوی با افزایش مشارکت سریوم کاهش می¬یابد. مشارکت یون¬های فلزی منجر به تشکیل جزایر بیشتر سیلیسیوم در شبکه ceapso-34 می¬شود. مشارکت سریوم زمان عمر کاتالیست را افزایش می¬دهد و به نفع تولید اتیلن و پروپیلن است. به هر حال، مقدار زیاد سریوم منجر به اخلال در عملکرد کاتالیستی و پایداری کاتالیست می¬شود. بنابراین، یک مقدار بهینه برابر 05/0 برای مقدار سریوم در غربال مولکولی sapo-34 وجود دارد. در بخش پایانی این پژوهش مدل سینتیکی و واکنش¬های ابتدایی برای تبدیل متانول به الفین¬های سبک بر روی کاتالیست sapo-34 بسط داده شد. مدل سازی با در نظر گرفتن مکانیسم قابل قبول تئوری هاگن- واتسون انجام شد. مدل سینتیکی به خوبی داده¬های آزمایشگاهی را برازش کرد. نتایج نشان داد که افزایش زمان اقامت به نفع بازده الفین-های سبک است درحالیکه دمای بهینه¬ای برای تولید ماکزیمم الفین¬های سبک وجود دارد. sapo-34، meapso-34، مشخصه یابی، الفین¬های سبک، بازده، پایداری، مطالعه سینتیکی

در سیستمهای کامپیوتری امروزی عموما برای افزایش کارایی سیستم از کمک پردازنده هایی در کنار پردازنده اصلی استفاده می شود که اجرای بخشهایی از برنامه که در پردازنده زمان زیادی می طلبد و باعث کاهش کارایی می شود را به عهده می گیرند. معماری این کمک پردازنده ها نقش مهمی در بهبود کارایی سیستم ایفا می کند. چنانکه هر چه کارایی این کمک پردازنده بیشتر باشد تاثیر بیشتری بر بهبود کارایی کل سیستم خواهد داشت. در این پروژه قصد داریم روشهای گوناگونی در زمینه بهبود معماری یک کمک پردازنده و ارتباط آن با پردازنده اصلی را بررسی کرده و معماری جدیدی ارائه کنیم که در کنار معماری پردازنده های mips به افزایش کارایی منجر شود. معماری پیشنهاد شده در این پایان نامه معماری آرایه ای است که سرعت اجرای برنامه را افزایش داده و در عین حال تعداد دسترسی به حافظه و مشکلات ناشی از آن را کاهش می دهد. معماری که در این پایان نامه ارائه شده است برای اعمال بر روی کاربردهای مختلفی مناسب می باشد. این موارد مختلف در فصل های بعد بررسی شده اند و میزان بهبودی که در هر مورد به دست می آید گزارش شده است. با استفاده از معماری که در این پایان نامه ارائه شده ، در حدود 32 درصد تا 34 درصد در زمان اجرای برنامه ها کاهش بوجود آمده است. در مقابل این دستاورد، بین 13 درصد تا 24 درصد افزایش مساحت ایجاد می شود. این میزان افزایش مساحت در مورد سخت افزارهای مختلفی که معماری مورد نظر را روی آنها پیاده سازی می کنیم متفاوت است. در مواردی که محدودیت زیادی بر روی سخت افزار وجود دارد، مانند زمانی که پیاده سازی بر روی fpga انجام می گیرد، افزایش مساحت کمتری را تحمل می کنیم. با استفاده از فرمول بندی که در مورد میزان بهبود معماری ارائه شده برای هر یک از کاربردها وجود دارد، این بهبود ارزیابی شده و اعداد مناسب و قابل توجهی به دست آمده است.

چکیده به طور قطع نفت یکی از مهم ترین منابع انرژی در جهان است. اما از زمانی که نفت کشف شد و برای استفاده، حمل ونقل گردید، خطر نشت آن در محیط های دریایی وجود داشته است. خسارت های ناشی از آلودگی نفتی به محیط زیست جبران ناپذیر بوده و صدمات آن از لحاظ اقتصادی ، اکولوژیکی وصنعت گردشگری خسارات آن گسترده خواهد بود. استفاده از منسوجات فنی مثل بستر های الیافی یک فناوری جداسازی رایج و مرسوم، مخلوط آب/نفت است. دلیل این امر ، استفاده آسان و کارایی موثر می باشد. روش های مهار و یا پاکسازی آلودگی نفتی دیگر هم کامل نبوده و همه نواقصی دارند. در این پژوهش بازیافت و جمع آوری نفت از طریق منسوجات فنی به صورت ریاضی به وسیله عوامل ساختاری منسوج و سازوکار مویینگی مدل شده است. یازده نوع از انواع منسوجات فنی تجاری با خواص گوناگون برای آزمایشات مورد استفاده قرار گرفتند. متغییرهای مستقل در این آزمایشات شامل نوع لیف (الیاف پلی پروپیلن و پلی استر)، نوع پارچه (تاری پودی و بی بافت)، و ضخامت پارچه می باشد. آزمایش های انجام شده نیز عبارت بودند از آزمون تعیین ظرفیت جذب، توانایی نگهداری و صعود مویینگی. هر یک از این عوامل نیز به صورت نظری مدل سازی شدند. نتایج آزمون ظرفیت جذب با خروجی های مدل ارائه شده همبستگی مناسب را نشان داد. در نهایت با استفاده از روش حل واشبورن برای معادله لامبرت و در نظر گرفتن مواد و شرایط این پژوهش، معادله ای به دست آمده است که ارتفاع نفت در فضای متخلخل منسوج را پیش بینی می کند که نتایج آزمایشگاهی و نظری با یکدیگر مطابقت دارد.براین مبنا، این پروژه گام هایی را جهت طراحی مهندسی منسوجات فنی مورد استفاده در حل بحران های نفتی آب برداشته است.

شکست حرارتی هیدروکربن ها در حضور بخار آب یک روش متداول و کارامد برای تولید اتیلن و پروپیلن محسوب می شود. در این پایان نامه شکست حرارتی خوراک مجتمع الفین 12(در دست طراحی) بررسی شده است. خوراک الفین 12 مورد استفاده در این پایان نامه، حاوی 26/65% نرمال پارافین، 28/28% ایزوپارافین، 17/84% نفتن و 19/3% آروماتیک می باشد. برای انجام آزمایشات، از طراحی آزمایش ccd به دلیل دقت بالا و تعداد کم آزمایشات، استفاده شده است. ورودی طراحی آزمایش، دمای خروجی راکتور (cot) ، نسبت بخار به هیدروکربن و شدت جریان خوراک انتخاب شده است. بیشترین بازده اتیلن، 34/3 درصد وزنی می باشد که در دمای 0c 900 و نسبت بخار به هیدروکربن (gr/gr) 1/4 و زمان اقامت 0/226 ثانیه، به دست می آید. بیشترین درصد پروپیلن، 15/37% می باشد که در دمای 0c 825 و نسبت بخار به هیدروکربن (gr/gr) 0/95 و زمان اقامت 0/147 ثانیه، به دست آمده است. بیشترین مقدار الفین (مجموع اتیلن و پروپیلن) در دمای 0c 59/842 و نسبت بخار به هیدروکربن (gr/gr) 1/24 و زمان اقامت 0/17 ثانیه، حاصل می شود. مقدار اتیلن و پروپیلن در این شرایط عملیاتی به ترتیب 27/28 و 13/65درصد وزنی می باشد. از جمله سیستم های غیر خطی در صنایع شیمیایی، شکست حرارتی هیدروکربن ها می باشد. مهم ترین دلیل استفاده از شبکه های عصبی این است که این سیستم ها این توانایی را دارند که رویکرد کلی نسبت به مدل سازی و و کنترل سیستم های غیر خطی را داشته باشند. در این پروژه از شبکه عصبی برای مدل سازی فرآیند شکست حرارتی استفاده شده است. دمای خروجی از راکتور، نسبت بخار به هیدروکربن و دبی جرمی خوراک به عنوان ورودی شبکه عصبی در نظر گرفته شده است. داده های مورد نیاز برای آموزش شبکه عصبی، از مدل های مناسب به دست آمده و در نهایت با داده های آزمایشگاهی مقایسه شده است. شبکه عصبی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی levenberg marquardt آموزش داده می شود و تابع عملکرد، میانگین مربعات خطا (mse) می باشد. تعداد نرون های پنهان بهینه 10 تا می باشد و تابع تبدیل، تابع تانژانت هیپربولیک سیگموئید به دست می آید. داده های خروجی شبکه عصبی مربوط به مجموعه تست تطابق خوبی با داده های تجربی دارد.