一个分布共享存储模拟系统THSVM

ＤＳＭ系统又称ＳＶＭ系统，是在基于分布存储器的多计算机上，实现物理上分布但逻辑上共享的存储系统，它集共享存储器易于编程和分布存储器可扩充性好于一体。木文主要介绍我们在清华大学计算机系研制的并行图归约智能工作站上实现的一个分布共享存储模拟系统ＴＨＳＶＭ，以及对该系统进行的性能分析，最后对下一步工作提出了建议。     

分布式共享内存的技术和实现

分布式共享内存结合了布式内存结构与共享存储结构的优点，具有可扩充性、通过性性、方便性，本文论述了在实现ＤＳＭ系统中存在的问题，并讨论了ＤＳＭ系统在软件硬件方面所做的工作和采取的措施。     

一种分布多媒体信息点播系统模型

分布式多媒体信息点播系统ＤＭＩｏＤＳ作为对ＶｏＤ系统的一种扩展。已经成为我媒体信息处理技术中的一个新的应用领域。本从分析ＤＭＩｏＤＳ的几个特点出发，提出了种ＤＭＩｏＤＳ的抽象功能层次模型，依据这个抽象模型，给出了一个原型系统，并对原型作了实现。     

分布共享存储系统中的数据预送技术

远程数据访问的延迟已成有分布共享存储系统发展的最大障碍。它直接影响到ＤＳＭ系统的效率,尤其是对用软件实现的ＤＳＭ系统。为理解和分析ＤＳＭ系统中的数据行为,论文提出了一种新的分布共享存储结构模型,并在此基础上提出了一种叫做“数据预送”技术,旨在从缩小数据在系统不同层次间的语义差别入手,减少ＤＳＭ中的通信次数,提高对远程访问延迟的容忍力。文中对数据预送技术的原理和实现进行了描述。经对对原形系统的测试,     

一个基于DOS的分布式操作系统的设计

本文针对多机并行处理系统ＭＰＳ－１这种通用结构环境，基于ＤＯＳ进行了一个分布式操作系统ＭＤＯＳ的方案设计，阐述了ＭＤＯＳ的系统结构，资源管理，进程控制与文件系统结构，实现了打印机及文件的共享。为ＤＯＳ用户开展分布式应用提供了一个示例，有现实意义。     

一个基于DOS的分布式操作系统的设计

本文针对多机并行处理系统ＭＰＳ—１这种通用结构环境，基于ＤＯＳ进行了一个分布式操作系统ＭＤＯＳ的方案设计。阐述了ＭＤＯＳ的系统结构、资源管理、进程控制与文件系统结构，实现了打印机及文件的共享。为ＤＯＳ用户开展分布式应用提供了一个示例，有现实意义。     

关系知识表达模式及在专家系统中的应用

采用关系模式表达知识，可以利用当前流行的关系数据库管理系统（ＲＤＢＭＳ），将专家系统与ＲＤＢＭＳ上建立的管理信息系统，决策支持系统，办公自动化系统等有机结合，有利于知识的管理、存储和利用。并可在大量的管理信息，决策支持信息以及办公自动化信息中发现知识，使信息与知识共享。本文研究用关系模式表达知识的方法，并在一分类专家系统中利用ＲＤＢＭＳ强大的数据处理能力实现知识推理。     

存储一致性模型研究

讨论了分布式共享存储系统（Ｄ Ｓ Ｍ）的通用结构及页面管理机制,给出了各种存储一致性模型的正确性条件,并以互斥问题为例,说明了在分布式环境下编程的一些特点,最后,基于作者本人的工作,还讨论了如何提高Ｄ Ｓ Ｍ 系统性能的问题。     

分布共享存储多处理机的演变和发展——兼评Sun的WildFire

分布共享存储（ＤＳＭ）多处理机体系统结构是构造高性能并行服务器及大规模并行处理系统的有效方案。经过多年的研究与实践，ＤＳＭ多处理机体系结构有许多新的发展和变种。本文旨在总结和归纳ＤＳＭ多处理机体系结构发展的轨迹，分析不同结构的特征和设计要点，比较它们的优缺点，提供近年来学术界及工业界对这些结构的性能评价结果，为继续从事这一领域研究的同行们提供一个比较完整的综合性材料。本文涉及的结构类型除ＵＭＡ和Ｃ     

DM3存储过程技术性能及实现

存储过程是数据库管理系统的重要功能补充,能够有效提高Ｃ／Ｓ结构ＤＢＭＳ执行效率。存储过程的设计,必须满足快速性、完备性及易用性。ＤＭ３依照ＳＱＬ９２标准,采用混合执行及ＳＱＬ优化等措施,设计实现了规范、灵活、高效的存储过程 ＤＭＳＰ。     

Shared virtual memory clusters: bridging the cost-performance gap between SMPs and hardware DSM systems

Although the shared memory abstraction is gaining ground as a programming abstraction for parallel computing, the main platforms that support it, small-scale symmetric multiprocessors (SMPs) and hardware cache-coherent distributed shared memory systems (DSMs), seem to lie inherently at the extremes of the cost-performance spectrum for parallel systems. In this paper we examine if shared virtual memory (SVM) clusters can bridge this gap by examining how application performance scales on a state-of-the-art shared virtual memory cluster. We find that: (i) The level of application restructuring needed is quite high compared to applications that perform well on a DSM system of the same scale and larger problem sizes are needed for good performance. (ii) However, surprisingly, SVM performs quite well for a fairly wide range of applications, achieving at least half the parallel efficiency of a high-end DSM system at the same scale and often much more.     

Towards implementation of a novel scheme for data prefetching on distributed shared memory systems

High speed networks and rapidly improving microprocessor performance make the network of workstations an extremely important tool for parallel computing in order to speedup the execution of scientific applications. Shared memory is an attractive programming model for designing parallel and distributed applications, where the programmer can focus on algorithmic development rather than data partition and communication. Based on this important characteristic, the design of systems to provide the shared memory abstraction on physically distributed memory machines has been developed, known as Distributed Shared Memory (DSM). DSM is built using specific software to combine a number of computer hardware resources into one computing environment. Such an environment not only provides an easy way to execute parallel applications, but also combines available computational resources with the purpose of speeding up execution of these applications. DSM systems need to maintain data consistency in memory, which usually leads to communication overhead. Therefore, there exists a number of strategies that can be used to overcome this overhead issue and improve overall performance. Strategies as prefetching have been proven to show great performance in DSM systems, since they can reduce data access communication latencies from remote nodes. On the other hand, these strategies also transfer unnecessary prefetching pages to remote nodes. In this research paper, we focus on the access pattern during execution of a parallel application, and then analyze the data type and behavior of parallel applications. We propose an adaptive data classification scheme to improve prefetching strategy with the goal to improve overall performance. Adaptive data classification scheme classifies data according to the accessing sequence of pages, so that the home node uses past history access patterns of remote nodes to decide whether it needs to transfer related pages to remote nodes. From experimental results, we can observe that our proposed method can increase the accuracy of data access in effective prefetch strategy by reducing the number of page faults and misprefetching. Experimental results using our proposed classification scheme show a performance improvement of about 9–25% over the same benchmark applications running on top of an original JIAJIA DSM system.

在操作系统中实现分布共享存储、存储管理和文件系统的集成

开发分布共享存储系统的目的是为了在分布式存储器的基础上构造逻辑上的共享存储器模型,对于如何在共享存储器模型的基础上为用户进程构造虚拟空间,传统的分布共享系统并未给予足够的重视。只有在操作系统中把分布共享存储技术、存储器管理和文件系统结合起来,才能充分发挥分布共享存储技术具有的能力。基于以上思想,在文中提出了一个实现了分布共享存储的操作系统模型,并分析了该模型一个实现原型,讨论该原型具有的优缺点。通过在操作系统中取消进程的逻辑空间,使进程直接在文件上运行,该模型不仅能够实现分布共享存储,而且和许多传统操作系统以及传统分布共享存储系统相比,具有许多优点。该操作系统实现了分布共享存储技术和操作系统中的存储管理以及文件系统的完美结合。     

多核处理器中混合分布式共享存储空间的实时划分技术

在多核处理器芯片中,分布式共享存储DSM虽然提供了统一的全局寻址的存储空间,但却引入了虚地址向实地址转换的开销,这对性能产生了负面的影响。我们注意到,在并行程序的执行过程中,被处理的数据属性(私有或共享)并不是一成不变的。并行程序中不同的数据具有不同的属性,即使同一数据在程序的不同执行阶段也可能具有不同的属性。本文首先详细地阐述了一种混合式的分布式共享存储空间,支持对共享数据采用全局寻址的虚地址访问而对私有数据采用快速寻址的实地址访问;进而提出了一种针对混合式的分布式共享存储空间的实时划分技术。该技术根据并行程序中数据的属性,在程序运行时,实时地调整和划分分布式共享存储空间。当数据为私有时,通过实地址访问加快数据的访问速度,当数据为共享时则维持虚地址访问,从而减少整个并行程序运行过程中的地址转换开销,提高系统的性能。实际应用程序的实验结果表明,与传统的分布式共享存储空间相比,实时划分的混合式的分布式共享存储空间具有性能优势,性能的提升比例与具体的网络规模、计算规模、并行程序映射方式等有关。在我们的实验中,性能的提升比例最高为13.14%,最低为6.98%。     

An Asynchronous Protocol for Release Consistent Distributed Shared Memory Systems

Distributed shared memory (DSM) systems provide a simple programming paradigm for networks of workstations, which are gaining popularity due to their cost-effective high computing power. However, DSM systems usually exhibit poor performance due to the large communication delay between the nodes; and a lot of different memory consistency models have been proposed to mask the network delay. In this paper, we propose an asynchronous protocol for the release consistent memory model, which we call an Asynchronous Release Consistency (ARC) protocol. Unlike other protocols where the communication adheres to the synchronous request/receive paradigm, the ARC protocol is asynchronous, such that the necessary pages are broadcast before they are requested. Hence, the network delay can be reduced by proper prefetching of necessary pages. We have also compared the performance of the ARC protocol with the lazy release protocol by running standard benchmark programs; and the experimental results showed that the ARC protocol achieves a performance improvement of up to 29%.     

可恢复的软件DSM系统JIACKPT

软件DSM(distributed shared memory)系统在机群上构造了共享存储编程环境,结合了共享存储的易编程性和机群的可扩展性,引起了广泛的研究.由于软件DSM系统是一个分布式系统,系统失败风险大,需要实现容错技术以促进其实用化.利用用户级检查点技术,在支持域存储一致模型的软件DSM系统JIAJIA的基础上,设计并实现了一个可恢复的高可移植的软件DSM系统JIACKPT(JIAjia with ChecKPoinTing).由于采用适合软件DSM系统的强全局一致状态以及多种优化措施,JIACKPT易于实现且获得很好的性能.在一个8节点的PC机群上的应用测试表明,即使每分钟做一次检查点,大部分应用的检查点开销也小于10%.此外,JIACKPT还具有高可移植性.这些都表明JIACKPT已经成为一个比较实用的系统.     

Super－Object模型：在分布存储器多计算机上实现共享存储器程序设计模式

Ｓｕｐｅｒ－Ｏｂｊｅｃｔ模型提出了一种新的方法，在分布存储器多计算机上实现语言级虚拟共享存储器以支持共享存储器通信模式．Ｓｕｐｅｒ－Ｏｂｊｅｃｔ模型引入新的概念ｓｕｐｅｒ－ｏｂｊｅｃｔ，不同于其它模型，基于ｓｕｐｅｒ－ｏｂｊｅｃｔ，它提出了新的共享数据定位方法，全局地址标识（ｎａｍｅ，ｏｆｆ－ｓｅｔ）．Ｓｕｐｅｒ－Ｏｂｊｅｃｔ模型与Ｆｏｒｔｒａｎ７７结合，我们实现了一个运行时间系统和库调用，支持程序员使用Ｆｏｒｔｒａｎ语言编写并行程序，最后介绍了系统的实现和取得的性能．