对页面访问序列影响LRU页面置换算法的研究

页面置换算法是操作系统中虚拟存储管理的一个重要部分。改进页面置换算法,可以降低页面失败率,从而有效地提高系统性能。现有的应用于虚拟存储管理的页面置换算法主要是Least Reference Used(LRU)页面置换算法。文中利用页面访问间隔数,分析不同的页面访问序列对LRU算法的影响,把页面访问序列分为LRU-友好页面访问序列、LRU-不友好页面访问序列、不友好页面访问序列三类,为改进LRU页面置换算法提供了依据。     

对页面访问序列影响LRU页面置换算法的研究

页面置换算法是操作系统中虚拟存储管理的一个重要部分。改进页面置换算法，可以降低页面失败率，从而有效地提高系统性能。现有的应用于虚拟存储管理的页面置换算法主要是Least Reference Used（LRU）页面换算法。文中利用页面访问间隔数，分析不同的页面访问序列对LRU算法的影响，把页面访问序列分为LRU-友好页面访问序列、LRU-不友好页面访问序列、不友好页面访问序列三类，为改进LRU页面置换算法提供了依据。     

文件Cache自适应策略研究

Linux系统在被不同大小的数据块访问时,系统读写性能有差异。在少数特定访问数据块大小的应用中,Linux系统读写性能较差。文件Cache算法的性能是导致该问题的原因之一。在分析访问数据块大小对文件Cache算法性能的影响的基础上,提出了一种文件Cache自适应策略。该策略考虑了预取算法对于页面置换算法的影响,增强了页面置换算法对访问数据块大小变化的适应性,达到了提高Linux系统读写性能的目标。Linux系统读写性能测试实验表明,该策略可以使Linux系统在被不同大小的数据块访问时保持稳定且更优的读写性能。     

LRU算法在改善虚拟内存性能方面的应用

移动学习已经成为一种趋势,然而大软件、大教学视频更加凸显手机系统内存的渺小。随着虚拟内存软件的开发,在某种程度上小内存也可以运行大程序。文章介绍手机存储的发展,分析两种增加虚拟内存的软件,针对虚拟内存软件存在的不足,通过对比3种页面置换算法,提出改善虚拟内存性能的一种LRU(Least Recently Used)改进算法。改进后的LRU算法降低缺页率,提高虚拟内存的使用效率,运行大型应用软件或播放大容量教学视频时更加流畅,响应时间更短。     

一种改进的自适应页面置换算法

研究缓冲区页面置换策略和算法(特别是自适应页面置换策略和算法),提出一种基于双管理链的自适应页面置换算法HA。HA算法是对DMC(2c)算法的改进,它引入动态置换点,同时,根据缺页失败数确定算法的工作链,并根据页面访问序列的局部特征选择效率较高的页面置换策略。实验结果表明,HA算法能有效地减少缺页失败数,降低缺页率,特别是在处理第三种模式的页面访问序列时,该算法的缺页率较改进前的算法可降低近30%。     

一种对LRFU置换策略的自适应改进

数据库缓冲区页面置换算法对磁盘数据库的性能有着重要的影响,页面置换算法主要有基于访问时间的置换策略、基于访问次数的置换策略、两者结合的置换策略等。LRFU算法是一系列结合LRU和LFU置换策略的置换算法,很好地实现了两种置换策略的结合,但却没有给出一种在不同的应用场景中进行动态调整的机制。提出了一种对LRFU算法进行动态调整的方法,模拟测试发现改进的LRFU算法都不同程度地提高了缓冲区命中率。     

类SRPT算法在实时嵌入式Web服务器的实现

本文提出了一种嵌入式Web服务器调度算法。该算法提高了嵌入式Web服务器对动态页面请求的响应速度,从而提高了嵌入式Web服务器的性能。该算法的主要思想是:使嵌入式Web服务器对重要的动态页面请求优先响应。为实现该算法必须改动系统的内核,以控制网络设备从socket缓冲区获取数据的方法。     

对传统页面置换算法的分析与研究

随着虚拟存储技术在操作系统中的应用,大大提高了操作系统的性能,其中页面置换算法是虚拟存储管理的重要组成部分,页面置换算法的优劣将直接影响系统的整体性能。随着大量有着不同读写速度的外存设备共存于系统中,单一置换算法同样影响着系统的整体性能。     

面向Flash存储的页面置换算法综述

Flash存储设备与传统针对磁盘构成的存储系统设计不同,具有许多新的特征,如读、写以及删除操作的I/O开销并不对称,因此要对Flash存储的页面置换算法进行重新设计。面向Flash存储的普适页面置换算法以及专门性的页面置换算法是当前算法的两大类型。普适性的页面置换算法可以减少二级存储设备中的写回操作,具有较高的性能。以Flash系统为基础所提出的专门性页面置换算法,考虑了Flash存储的特性,同时也针对特定的应用信息进行设计,最大限度提高了存储设备的性能,为类似Flash存储的页面置换算法的研究提供了参考的经验。     

一种结合预调方式的页面置换算法

内存是一种非常重要的资源,在现代操作系统中,对内存的管理都引入了虚拟存储技术,而分页系统是实现虚拟存储技术的主要方法。因页面置换算法对操作系统的性能起着重要的作用,因此如何置换页面就显得尤为重要,很多算法因需要特别硬件的支撑而应用得不太广泛。分析了几种应用比较广的页面置换算法存在的问题,提出了一种结合预调方式的页面置换算法,该算法从理论上可以降低缺页率并提高命中率。     

一个基于IA-64体系的内存管理大页面的实现模型

本文提出了一种基于IA-64体系结构的内存页面大页面化的模型，可执行文件ELF的Data Segment使用大页面。由于转换解析缓冲区（TLB）能映射更大的虚拟内存范围，从而可减小未命中率，因此可以提高使用大页面的高性能计算（HPC）应用程序或使用大量虚拟内存的任何内存访问密集型应用程序系统性能。     

Ubase数据库系统缓冲管理器的实现

缓冲区技术是减少系统对外存访问的重要方法之一。文章分析了Ubase数据库系统缓冲管理器的基本功能,对常用页面替换算法的性能进行了比较,最终选择Love/Hate算法代替LRU算法实现了Ubase数据库系统的缓冲管理,降低了系统的开销,提高了Ubase数据库系统的性能。     

基于内存池的应用程序级页面置换算法

计算机处理海量数据时,内外存数据的交换是影响系统效率的关键因素之一。本文在分析系统级页面置换算法不足的基础上,提出应用程序级页面置换的概念,同时详细介绍其在Windows操作系统下的实现,并在人脸识别系统中对算法进行验证,结果表明本算法执行效率优于原始算法。     

Huge Page Friendly Virtualized Memory Management

With the rapid increase of memory consumption by applications running on cloud data centers,we need more efficient memory management in a virtualized environment.Exploiting huge pages becomes more critical for a virtual machine's performance when it runs large working set size programs.Programs with large working set sizes are more sensitive to memory allocation,which requires us to quickly adjust the virtual machine's memory to accommodate memory phase changes.It would be much more efficient if we could adjust virtual machines'memory at the granularity of huge pages.However,existing virtual machine memory reallocation techniques,such as ballooning,do not support huge pages.In addition,in order to drive effective memory reallocation,we need to predict the actual memory demand of a virtual machine.We find that traditional memory demand estimation methods designed for regular pages cannot be simply ported to a system adopting huge pages.How to adjust the memory of virtual machines timely and effectively according to the periodic change of memory demand is another challenge we face.This paper proposes a dynamic huge page based memory balancing system(HPMBS)for efficient memory management in a virtualized environment.We first rebuild the ballooning mechanism in order to dispatch memory in the granularity of huge pages.We then design and implement a huge page working set size estimation mechanism which can accurately estimate a virtual machine's memory demand in huge pages environments.Combining these two mechanisms,we finally use an algorithm based on dynamic programming to achieve dynamic memory balancing.Experiments show that our system saves memory and improves overall system performance with low overhead.     

一种TLB结构优化方法

针对国产处理器地址代换旁路缓冲(TLB)性能不足的问题,通过对现有的虚实地址代换流程进行分析,提出设置独立第三级页表基址虚实映射缓存,对数据TLB结构进行优化的方法,减少低级页表虚实映射关系对高级页表虚实映射关系的挤占淘汰。SPEC CPU2000测试结果表明,近一半的课题能减少60％以上数据TLB的DM次数,少数课题甚至能减少90％以上,有效减少数据TLB缺失率。     

基于内存池的空间数据调度算法

计算机处理海量空间数据时,内外存之间数据的频繁交互导致内存占用高、处理效率低。使用内存池方式调度空间数据可以提高计算机效率。在多种特定地图使用模式下,不同的内存池页面置换算法能有效降低操作过程中的内外存交互,提高空间数据调度效率。实验表明,该算法为内存容量有限的嵌入式设备上的GIS提出了高效处理空间数据的方案。     

CC-NUMA系统中面向页迁移的反向页表技术

页迁移技术是实现CC-NUMA访存局部性优化的一种重要策略,其实现涉及到虚存系统中物理地址到虚拟地址的转换,传统做法需要遍历所有进程的虚拟地址空间,效率低、开销大.针对此问题,介绍了一种在操作系统内核中高效实现物理地址到虚拟地址转换的技术-一反向页表技术,并着重阐述了反向页表在页迁移策略中的应用.     

面向虚拟机的远程磁盘缓存

在虚拟机(virtual machine)系统中,随着虚拟机数量和应用程序需求的不断增长,内存容量已经成为应用程序性能的主要瓶颈。为了提升内存密集型和I/O密集型程序的页面交换性能,提出了虚拟机的远程磁盘缓存机制REMOCA,它允许运行在一台物理主机上的虚拟机将其他物理主机的内存作为其二级磁盘缓存。由于网络传输延迟远远小于磁盘访问,用网络传输代替磁盘访问就能够有效地降低虚拟机的平均磁盘访问延迟。REMOCA的目标就要尽可能地减少磁盘访问。REMOCA运行在虚拟机管理器中,其基本工作原理是截获并处理虚拟机的页面淘汰、磁盘访问等事件。REMOCA能够与现有的虚拟机内存管理机制(如气球技术、影子缓存)相结合,从而提供更加灵活的内存资源管理策略。实验数据表明,REMOCA能有效地降低页面抖动对虚拟机性能的影响,并在很大程度上提升虚拟机中I/O密集型应用的性能。