基于多核处理器的VTD-XML节点查询执行性能优化

针对目前主流的多核处理器,研究了基于VTD-XML的节点查询执行性能优化,即基于预读策略从多线程并发执行和提高线程内存访问性能两个方面优化XML节点查询的性能。实验结果表明,提出的多线程XML文档解析框架可以充分利用多核处理器的计算资源,并有效地提高线程的内存访问性能,大大提高了XML节点查询的性能。     

基于多核处理器的VTD-XML节点查询执行性能优化

针对目前主流的多核处理器,研究了基于VTD-XML的节点查询执行性能优化,即基于预读策略从多线程并发执行和提高线程内存访问性能两个方面优化XML节点查询的性能。实验结果表明,提出的多线程XML文档解析框架可以充分利用多核处理器的计算资源,并有效地提高线程的内存访问性能,大大提高了XML节点查询的性能。     

基于长并行距离优先的确定性多线程调度

随着多核技术的不断发展,多线程技术更加广泛地应用于计算机软件中.但由于执行的不确定性,多线程程序的排错和调试存在着很大的困难.确定性多线程系统可以使多线程程序以确定的方式执行,即多次执行同一个多线程程序的顺序和结果是相同的,这可以大大简化多线程程序的排错和调试.但是,确定性多线程系统会导致多线程程序性能的下降.本文提出一种基于长并行距离优先的确定性多线程调度算法,优先执行并行距离长的线程,减少线程总体等待时间,从而提高多线程程序的效率.实验结果表明,本文方法可以使多线程程序的性能提升10%,并且具有很好的可扩展性.     

基于共享cache多核处理器的数据库内存排序优化

针对目前主流的多核处理器,提出了共享cache敏感的数据库排序多线程执行框架(sharedcache sensitive multithreaded sorting framework,SCS-MSF).首先分析了多线程QuickSort排序在共享cache多核处理器中执行时面临的性能瓶颈,在此基础上针对SCS-MSF每个处理阶段的数据访问特点,提出了各自的多线程并行执行模式,并通过各种优化策略改善线程执行时的cache性能,特别是减少多线程访问共享cache时的访问冲突问题,以提高线程的cache性能.在实验中,基于内存数据库EaseDB实现了SCS-MSF.实验结果表明SCS-MSF具有良好cache访问性能,从而提高了多线程执行的效率,而且性能稳定,数据库排序性能得到了较大提高.     

一种基于Inter-warp异构性的缓存管理与内存调度机制

在GPU中,一个warp内的所有线程在锁步中执行相同的指令。某些线程的内存请求可以得到快速处理,而其余请求会经历较长时间。在最慢的请求完成之前,warp不能执行下一条指令,导致内存发散。对GPU中warp间的异构性进行了研究,实现并优化了一种基于inter warp异构性的缓存管理机制和内存调度策略,以减少内存发散和缓存排队延迟的负面影响。根据缓存命中率将warp分类,以驱动后面的3个组件：（1）基于warp类型的缓存旁路技术组件,使低缓存利用率的warp进入旁路,不访问L2缓存;（2）基于warp类型的缓存插入/提升策略组件,防止来自高缓存利用率warp的数据被过早清除;（3）基于warp类型的内存控制器组件,优先处理从高缓存利用率的warp接收到的请求,并优先处理来自相同warp的请求。基于warp间异构性的缓存管理和内存调度机制在8种不同的GPGPU应用中,与基准GPU相比,平均加速18.0％。     

多线程环境的高效内存分配技术

介绍了一种新的多线程内存分配技术（NIXMalloc）的设计和实现，提出了两种高效的分配策略及其自适应调优方法，有效地提高多线程应用程序的内存管理性能；其中Local分配策略对超级块对象Span进行了线程私有化，基于超级块对象为单位的垃圾回收和内存布局调整使多线程性能更优越；Global分配策略采用了自适应调优方法，在动态检测应用程序内存使用情况的基础上进行内存预取和线程缓存限值的动态调整；实验证明NIXMalloc可改善内存管理性能，提高吞吐量，同时降低内存使用量；在多线程应用系统中能获得较好的时空效率。     

Lock Free技术及其应用研究

多线程环境下,线程同步伴随着多线程的产生而产生,程序员对于共享内存互斥同步访问的思维已经根深蒂固。由于锁的存在,当访问互斥锁保护的共享内存时,线程首先请求锁的允许,然后才被接受访问共享内存,否则只能等待其它线程释放锁,同时锁也带来了很多负面影响。Lock Free一个崭新的多线程共享内存的同步访问技术,抛开了锁的概念,多线程平行运行,尤其是在多核时代更显优势。但Lock Free技术应用技巧性很强,难度比较大,应用范围一直非常受限,本文旨在揭示Lock Free技术应用的一般规律,使其在多核时代大放异彩。     

一种Linux多线程应用下内存池的设计与实现

对内存池中内存块获取、分配机制、内存块大小、内存释放,以及在多线程环境下的安全处理等细节进行了研究,保证了在多线程环境下能够快速同时采用一种基于数组的链表机制,改进内存池中内存块的查找算法,将其时间复杂度稳定在O(1),避免了传统内存池中请求的线程数目过多时,引发的获取内存块性能下降的问题。同时在内部设置管理线程,动态增加或删除空闲的内存块。实验结果表明,改进后的内存池与传统的内存分配方式相比消耗更小,效率更好。     

多核系统共享内存资源分配和管理研究

对于共享内存资源的多核系统来说,分配和管理有限的内存资源是一个非常重要且具有挑战性的问题.随着处理器核数的快速增长,不同线程间的访存请求对系统中共享内存的竞争也愈发激烈,由此导致的对系统性能和系统公平性的影响也更加显著.为了缓解这一问题,除了增加可用共享资源外,公平高效地管理和利用共享内存资源至关重要.在各类共享资源中,对系统性能影响最大的是共享Cache和DRAM.文中将这两级共享内存资源的分配和管理研究归结为三个重要方面,包括共享缓存分区、访存请求调度以及地址映射优化,并从优化系统吞吐率和公平性方面分析总结了一系列共享缓存分区策略,从缓解多线程对DRAM的竞争和相互干扰方面分析概括了一系列访存调度算法和地址映射策略.最后对共享内存资源未来的研究和发展做了总结和展望.     

瓶颈指向的启发式算法求解混合流水车间调度问题

针对以最小化时间表长为目标的复杂混合流水车间调度问题,提出了一种将机器布局和工件加工时间特征紧密结合的启发式算法.首先,充分利用各阶段平均机器负荷一般不相等的特点确定瓶颈阶段,构建初始工件排序.其次,针对在瓶颈阶段前加工时间较短而瓶颈阶段后加工时间相对较长的工件,在第1阶段优先开始加工.同时,在瓶颈阶段前的每一个阶段,每当有工件等待加工或同时完工时,优先选择瓶颈阶段前剩余加工时间最短的工件加工;在瓶颈阶段以及瓶颈阶段之后,则优先选择这台机器后剩余加工时间最长的工件加工.最后,采用工件交换和插入操作改进初始调度.用Carlier和Neron的Benchmark算例测试提出的启发式算法.将计算结果与NEH启发式算法进行了比较,平均偏差降低了0.0555%,表明这个启发式算法是有效的.     

一种改进WWW服务器响应时间的调度方法

这篇论文提出了一种基于控制因子α,处于先来先服务和最短作业优先调度方法之间的分类调度方法,它是非抢占的,且不会发生HTTP请求长期等待而未得到WWW服务器响应的情况,它在WWW服务器过载情况下可以全面改进每个HTTP请求的响应时间。最后,通过和传统先来先调度方法进行对比模拟实验,实验数据表明提出的调度方法是一种有效的和可行的方法,为下一代电子商务发展奠定了技术基础。     

A job grouping approach for planning container transfers at automated seaport container terminals

This paper proposes a practical job grouping approach, which aims to enhance the time related performance metrics of container transfers in the Patrick AutoStrad container terminal, located in Brisbane, Australia. It first formulates a mathematical model of the automated container transfers in a relatively complex environment. Apart from the consideration on collision avoidance of a fleet of large vehicles in a confined area, it also deals with many other difficult practical challenges such as the presence of multiple levels of container stacking and sequencing, variable container orientations, and vehicular dynamics that require finite acceleration and deceleration times. The proposed job grouping approach aims to improve the makespan of the schedule for yard jobs, while reducing straddle carrier waiting time by grouping jobs using a guiding function. The performance of the current sequential job allocation method and the proposed job grouping approach are evaluated and compared statistically using a pooled t-test for 30 randomly generated yard configurations. The experimental results show that the job grouping approach can effectively improve the schedule makespan and reduce the total straddle carrier waiting time.     

高性能的异步复制系统的设计

为了提高整个远程复制系统的性能,对卷复制系统进行了优化.采用了多线程并行处理技术和流水线技术,设计了一种高性能的日志和位图,采用了网络自适应的复制协议和高效的请求合并策略.实验结果表明,该优化策略减少了应用等待的时间,降低了网络发送的时间开销,合理利用了有限的复制带宽,提高了复制效率.     

时间轴法在操作系统作业调度算法教学中的应用

针对操作系统中的作业调度算法在教学过程中存在的模糊性、难理解性等问题,引入时间轴法,以“先来先服 务算法”和“计算时间短的作业优先算法”为例,对“时间轴法”在作业调度教学中的应用作了介绍,以时间演进顺序分析了何时 存在资源竞争、需要采用调度算法进行资源分配,在教学实践中取得了显著的效果。     

A new window-based job scheduling scheme for 2D mesh multicomputers

Allocating submeshes to jobs in mesh-connected multicomputers in a FCFS fashion can lead to poor system performance (e.g., long job waiting delays) because the job at the head of the waiting queue can prevent the allocation of free submeshes to other waiting jobs with smaller submesh requirements. However, serving jobs aggressively out-of-order can lead to excessive waiting delays for jobs with large allocation requests. In this paper, we propose a scheduling scheme that uses a window of consecutive jobs from which it selects jobs for allocation and execution. This window starts with the current oldest waiting job and corresponds to the lookahead of the scheduler. The performance of the proposed window-based scheme has been compared to that of FCFS and other previous job scheduling schemes. Extensive simulation results based on synthetic workloads and real workload traces indicate that the new scheduling strategy exhibits good performance when the scheduling window size is large. In particular, it is substantially superior to FCFS in terms of system utilization, average job turnaround times, and maximum waiting delays under medium to heavy system loads. Also, it is superior to aggressive out-of-order scheduling in terms of maximum job waiting delays. Window-based job scheduling can improve both overall system performance and fairness (i.e., maximum job waiting delays) by adopting large lookahead job scheduling windows.     

计算密集型与数据密集型混合网格作业调度算法

针对计算密集型作业与数据密集型作业混合情况,在一个作业有时间限制的动态环境中,对传统的网格作业调度方法进行扩展,提出了三种网格作业调度启发式算法:Emin min、Ebest、Esufferage。并在一个由多个Cluster组成的、通过高速网络连接的网格模型上,对三种算法进行验证。与Min min算法的比较结果显示：三种算法均优于Min min算法。与ASJS算法比较结果显示：Emin min减少了等待时间与作业的makespan; Esufferage算法以减少作业完成量为代价,减少了作业的等待时间及makespan; Ebest在完成作业数量上与ASJS基本保持一致,但却增加了作业的等待时间与makespan。总体上,Emin min具有比较大的优势。     

MIP models and hybrid algorithm for minimizing the makespan of parallel machines scheduling problem with a single server

This paper considers the identical parallel machines scheduling problem (PMSP) with a single server in charge of job setups. A job can be processed with a precedent setup by a server on one of the machines. The setup can be processed at only one machine at any time. In this paper, the problem P, S1|s_j|C_max with a general job set is formulated using mixed integer programming in two ways. The first one is developed by taking into account the characteristics of the single server problem, and the second one is developed by adding the concept of the server waiting time suggested by Abdekhodaee and Wirth (2002) [3]. Abdekhodaee and Wirth (2002) [3] define the equation of the server waiting time applied to only the special case with two machines and a regular job set. The general model for several machines is studied in this paper by developing the properties on the server waiting time. The hybrid heuristic algorithm is developed for the practical use, which can yield a near-optimal schedule in a reasonable computational time. The performance of algorithm is evaluated by comparing with the results of MIP models and heuristics appearing in the literature.     

Adaptive Routing Using a Virtual Waiting Time Technique

The virtual waiting time technique is introduced as a solution to the problem of a controller distributing work to servers of different speeds. The servers are considered to be part of a distributed system without feedback. The virtual waiting time technique is shown to minimize the average completion time for a job distributed by the controller. The virtual waiting time technique does not depend on any arrival distribution and is applicable to any service time distribution. The performance of the technique is examined for different arrival and service time distributions.     

基于层次化调度策略和动态数据复制的网格调度方法

针对在网格中如何有效地进行任务调度和数据复制, 以便减少任务执行时间等问题, 提出了任务调度算法（ISS）和优化动态数据复制算法（ODHRA）, 并构建一个方案将两种算法进行了有效结合。该方案采用ISS算法综合考虑任务等待队列的数量、任务需求数据的位置和站点的计算容量, 采用网络结构分级调度的方式, 配以适当的权重系数计算综合任务成本, 搜索出最佳计算节点区域; 采用ODHRA算法分析数据传输时间、存储访问延迟、等待在存储队列中的副本请求和节点间的距离, 在众多的副本中选取出最佳副本位置, 再结合副本放置和副本管理, 从而降低了文件访问时间。仿真结果表明, 提出的方案在平均任务执行时间方面, 与其他算法相比表现出了更好的性能。