分布式共享存储系统中的存储管理及优化技术

分布式共享存储体系结构由于结合了较好的可扩展性和可编程性，已经成为目前并行计算机领域的主要发展方向。文章针对分布式共享存储系统中存储管理的两个关键问题——存储一致性模型和数据局部性优化技术进行了探讨。     

一种新的用于分布共享存储系统的存储器一致性算法

ＳＶＭ系统或称ＤＳＭ系统是在基于分布存储器的多处理机上，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，为ＭＰＰ计算机的使用带来了方便．本文首先介绍了ＳＶＭ系统的数据一致性问题及其解决办法，然后提出了一种新的固定分布管理算法ＮＦＤＭＡ，并对此算法作了分析，最后与李凯的固定分布管理算法作了比较．     

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。     

对分布式共享存储中的伪共享的动态控制

分布式共享存储（ＤＳＭ）使得在分布式存储机器上,对显式消息传递编程的需要得到减轻。为降低存储问题延迟,ＤＳＭ系统将数据复制多个拷贝。文中考查了几种用于控制因伪共享问题造成的存储抖动的方法,提出了一种新的存储一致性协议：写者拥有协议,它在运行时检测并消除伪共享。迭代运算中,由于数据在每次迭代中被地存取,写者拥有协议只要消除一次伪共享,所以额外开销非常小。实验数据表明,写者拥有协议通常情况下优于已有的     

顺序一致共享存储系统中的乱序执行技术——基本理论

本文首先研究了共享存储系统中的访存事件及其发生次序，从访存事件次序的角度建立了顺序一致性共享存储系统行正确性模型，然后在执行正确性模型的基础上，提出并证明了一种乱序列执行的方案，根据这个方案，只要满足一定条件，取数操作就可以越过它前面的访存操作执行而不影响系统的正确性。     

顺序一致共享存储系统中的乱序执行技术——模拟实现

在文献（４）中，我们从理论上提出并证明了顺序一致共享存储系统的一种乱序执行方案本文讨论该乱序执行方案的实现策略并建立了一个地址流驱动（Ｔｒａｃｅ－ｄｒｉｖｅｎ）的模拟模型来评估乱序执行对性能的影响，模拟结果表明，乱序执行能有效地提高顺序一致共享存储系统的性能。     

分布共享存储环境下影响性能的关键因素

本文从 DSM结构和应用程序结合的角度出发 ,分析了制约系统性能发挥的两个主要因素 :静态结构因素与动态应用程序行为因素。本文首先将 L og P模型引入到DSM基本结构模型的建立中 ,在此基础上对并行程序在 DSM上的运行进行了定性的分析。分析发现 :静态因素中消息处理开销 ,o,是影响性能的关键 ,在应用程序不变的情况下 ,减小 o能绝对地提高系统性能 ;动态因素与应用程序的动态行为有关 ,并很大程度上影响系统性能的发挥 ,通过改善应用程序的动态行为可有效地提高系统性能     

基于新型Cache一致性协议的共享虚拟存储系统

介绍了一个基于新型Ｃａｃｈｅ一致性协议的共享虚拟存储系统ＪＩＡＪＩＡ,与目前国际上具有代表性的共享虚拟存储系统相比,ＪＩＡＪＩＡ采用了基于ＵＮＭＡ的结构,能够把多个机器的物理地址空间组织成一个更大的共享虚拟地址空间,此外,ＪＩＡＪＩＡ实现了一种基于锁的新型一致性协议,通过附带在锁上的ｗｒｉｔｅ－ｎｏｔｉｃｅ来维护一致性,从而避免了传统的目录协议中由目录引起的存储开销和系统复杂度,利用一些被广泛使用     

存储系统的层次性与进程数据存储模型

计算机系统的各种存储部件,包括寄存器、cache、内存、外存,被组织成一个层次性的存储结构,传统操作系统分别在内存和外存这两个层次上为用户构造了两种数据存储模型：进程逻辑空间和文件。应该在存储层次最外层--外存直接为用户构造进程数据存储模型--文件,把全部内存作为进程访问外存的缓冲,取消了进程逻辑空间的概念,实现指令对文件的直接寻址,使进程直接在文件上运行,基于以上思想,提出了一个操作系统模型,介绍了该模型的结构及其一个实现原形,并对其性能进行了测试和评价,最后讨论了该操作系统具有的优点及其存在的问题。     

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．     

通过取消进程逻辑空间实现分布共享存储

本文提出了一个由操作系统实现分布共享存储的方法,该方法通过取消进程逻辑空间、实现指令对文件的直接寻址、促进程直接在文件上运行,不仅很自然地实现各个进程在文件空间上实现共享,而且具有许多传统的操作系统所不具备的优点。     

分布存储并行计算机优化数据安放的一种方法

本文分析了面向分布存储ＳＩＭＤ／ＭＩＭＤ并行机的并行程序的优化数据安放问题，在ＦＯＲＡＬＬ程序模型和ＭＥＳＨ通信模型之上，研究了数据分解过程中减少通信代价的优化要求．我们使用维偏好图描述并行数组之间的对准需求，通过消除维偏好图中的冲突，可得到维对准图．一个维对准图就对应一个数据安放方案．维对准图的总代价越大，对应的通信代价就越小．文中给出了求最大代价维对准目的一个近似算法．     

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。     

一种分布式共享存储系统的线程分配算法

讨论了软件实现了多线程ＤＳＭ 的通信开销和线程分配问题,给出了一种基于线程关系图的调度模型,并在此基础上提出了一种基于迭代的线程分配算法,通过大量的线程关系图对算法进行了评价,并且在一个软件ＤＳＭ系统中实现了该算法,同时给出了算法的评价结果和应用程序的性能数据。     

一种新的分布式共享存储协议:用户级共享存储协议

在大规模并行处理系统中,采用共享存储和消息传递两种通信模型均存在各自的局限性,本文提出了一种新的改善共享存储系统性能的设计策略：用户级共享存储协议,并在基于Ｘ８６处理器的分布式共享存储系统仿真器ＳｉｍＤＳＭ上对两个典型应用问题进行了测试,实验结果表明,它的性能比采用传统协议有显著提高．     

一种支持虚拟共享存储空间的并行程序设计模型

本文研究机群系统的程序设计问题，旨在建立一种支持虚拟共享存储空间和多种并行性描述方式的并行程序设计模型。文中首先提出了抽象结构共享存储器模型的概念，并在此基础上建立了同时支持数据并行、任务并行和对象并行的层次并行模型，这两种模型构成了并行语言ＴｉｐＣ＋＋的并行程序设计模型。文中还初步讨论了基于这种程序设计模型的性能优化原语、编译优化和任务调度等问题。