PCI总线接口卡在相关跟踪处理器中的应用

在相关跟踪处理器的研制中，利用PCI主设备的直接内存存取(DMA)传输高速图像数据到内存，采用PCI从设备方式将板上的I/O映射为主机I/O，使系统的I／O性能达到16MB／s，满足相关跟踪处理器对I／O性能的要求。     

The direct access mapping for image files in xen virtualization environment

针对虚拟化环境中镜像文件模式虚拟块设备因繁琐的访问映射过程而造成的性能低下问题,提出了一种Xen虚拟化环境中镜像文件的访问直接映射机制,而且提出了在此机制下面向镜像文件模式的虚拟块设备到物理块设备的访问直接映射算法.根据此算法,实现了虚拟块设备和物理块设备之间的访问直接映射,该机制简化了镜像文件模式虚拟块设备I/O访问过程中繁琐的访问映射过程,有效地提高了镜像文件的I/O性能.试验表明,相对于传统的镜像文件,这样的访问直接映射可使镜像文件的I/O性能提高28％.     

NJ-GPCA:一种面向并行空间计算的高效数据访存策略

针对并行矢量空间叠加分析中存在的I/O性能差及并行算法调度效率低的缺陷,提出了"去"归并通用并行计算架构(NJ-GPCA)。该架构首先基于内存数据库Redis设计内存矢量空间数据模型;其次通过数据预处理以及任务分发技术,减少进程等待,提高I/O性能;最后重新进行任务分配以及规划进程调度,避免结果数据归并收集,使得并行叠加分析算法归并收集阶段的时间复杂度由O(nlogn)降低到O(n)。实验结果表明,该方法对真实地理数据下的并行叠加分析操作,I/O时间至少减少75%,对于提高算法整体性能有明显效果。     

基于区域协作的Cache压缩

为提高Cache的有效容量,进行了Cache压缩研究,并提出了一种区域协作压缩(RCC)方法,以提升最后一级缓存的压缩率。与传统的Cache压缩算法不同,RCC方法利用了缓存区域的压缩局部性,使用缓存区域中第一个缓存块的字典信息来协作压缩缓存区域中的其他各个缓存块,而不需要对缓存区域进行整体压缩。RCC有效发掘了缓存区域内缓存块之间的数据冗余,实现了接近以缓存区域为压缩粒度的字典压缩的压缩率,然而压缩、解压缩延时却仍然和压缩单个缓存块时相当。实验结果表明,与单缓存块压缩算法C-PACK相比,RCC方法的压缩率平均提升了12.34%,系统的性能提升了5%。与2倍容量的非压缩Cache相比,有效容量提升了27%,系统性能提升了8.6%,而面积却减少了63.1%。     

实时数据库的应用研究

根据实时数据库, 内存数据库的基本理论,提出了将内存数据库思想溶于传统磁盘数据库中的内存数据访问技术。通过对应用程序与数据库系统之间接口的重新封装,实现了此技术在数据访问对象(DAO)中的应用,使数据库检索、存取等过程能在有限的内存中进行,避免了大量磁盘数据的 I/O,提高了应用系统的执行效率。     

Oracle数据库系统的优化与应用研究

如何优化数据库性能直接关系到应用系统的运行效率,本文以数据库性能优化的基本原则为出发点,阐述了在数据库设计阶段如何避免竞争和如何优化数据访问,在数据库运行阶段如何从操作系统和数据库实例级别上调整内存和I／O来达到数据库性能优化的各种技术。     

AnC和Xlate攻击防御研究

分析了AnC和Xlate类由内存管理单元(MMU)和中央处理单元(CPU)核共享高速缓存(cache)导致的侧信道攻击,指出防御的关键在于隔离cache中的页表项和普通数据。在操作系统层面,首先基于页面属性表(PAT)不缓存(uncache)全部页表项,进一步结合透明大页,将平均性能损失由82.35%降至26.95%。在芯片层面,首先在uncache全部页表项的基础上,改进了页表缓存(PTC)以缓存各级页表项,在PTC增大到256项时,平均性能损失为1.59%;然后在cache中按路分区缓存页表项和普通数据(页表项占一路),平均性能损失为6.61%;进一步探索了和各级页表项局部性相适应的混合隔离机制(高级页表项缓存在PTC中,最低级页表项缓存在分区cache中),在PTC大小为64项时,平均性能提升0.81%。     

TH-MSNS系统中基于IP协议的缓存机制设计与实现

为提高IP-SAN的性能,在清华大学海量存储网络系统（TH-MSNS）存储区域网络的基础上,设计和实现了一种iSCSI环境下的缓存系统。该系统采用服务器内存作为数据的缓存,直接在内存中完成部分读写数据的命令,在存储请求空闲时同步远程网络磁盘数据。通过性能对比测试表明,该缓存系统能够较大地提高IP-SAN存储系统的性能,能增大存储系统的带宽,减少操作延迟。     

多核下基于远程直接内存访问的高效远程过程调用研究

针对目前基于远程直接内存访问(RDMA)的远程过程调用(RPC)设计在多核背景下存在的性能和扩展性问题,提出了一种新的基于RDMA Write的高效RPC设计方法并对网络文件系统(NFS)提供了支持.重点就设计中的安全性问题和内存管理机制进行了分析,并针对内存有效利用提出了被动和主动两种回收机制.测试结果表明,这种新的...     

数字图像采集接口电路设计

本文介绍了两种用于嵌入式系统的数字图像采集接口方法,I／O接口和内存直接写入。I／O接口方法可以简化接口电路设计,减少系统资源;直接写入内存法可以在不需要处理器干预的情况下,直接将图像数据写入系统存储区内,实现高速图像采集。     

面向强一致性的分布式对象存储的I/O并行性优化

在提供数据强一致性保障的分布式对象存储系统中,其I/O并行性受到系统I/O调度算法(主副本优先调度)的限制。本文提出了一种简单高效的I/O调度策略,其基于多副本的主从模型,可在保障强一致性的同时充分挖掘I/O并行空间。其包括如下3个主要步骤:第一,I/O请求被发送至主副本节点进行负载合并;第二,这些请求被送至数据相关性检测器根据相关性分配优先级;第三,根据I/O优先级及负载分布,将I/O请求尽可能均衡地转发至各副本节点上并行处理。本文实现了一个分布式对象存储系统原型用于验证该策略的有效性。实验分别对本文策略的各个环节进行了评估,实验结果表明,较主副本优先调度策略,本文策略使得GET请求吞吐量最大提升41.8%,GET请求平均延迟最大降低42.5%,GET请求99.9~(th)延迟最大降低15.8倍,这使得系统性能达到最终一致性下基准调度策略C3的水平。     

龙芯2号原型系统北桥的设计与实现

针对龙芯2号原型系统中主要I/O数据通路上数据流的特点,设计并实现了一款适用于龙芯2号原型系统的北桥。在此北桥的设计中提出并实现了一种用于外部设备互连(PCI)主桥(PCI host bridge,PHB)的数据传输优化方法,这种方法通过自适应的写合并、PCI写数据及时收集重打包和采用固定开销的分阶段PCI读数据预取策略,提高了PCI主桥中数据传输的效率。实验结果表明,所设计的北桥可以充分的利用PCI总线带宽,并且在处理PCI总线上的直接内存访问(DMA)读数据流和处理器更新显卡显存的PCI写数据流时相对同类系统而言具有明显的性能优势。     

Linux下高性能网络服务器的设计

本文讨论了Linux下一种高性能网络服务器的设计,采用线程池和内存池技术,AIO技术和缓存技术以及消恩队列可以大幅度提升系统性能,减少服务端开销,可胜任高负荷高吞吐量环境需求,测试表明该系统性能优势在高负荷情况尤其明显.     

UGD:面向固态盘缓存系统的数据过滤技术

为了提高固态盘(SSD)缓存系统固态盘的使用寿命,研究了系统的数据过滤技术.针对现有固态盘缓存系统数据过滤技术没有考虑数据页重用距离,导致重用距离大于固态盘缓存大小的数据页进入固态盘缓存,造成不必要的缓存页替换和固态盘擦写,从而降低缓存命中率和固态盘使用寿命的问题,提出了一种协同的数据过滤技术UGD.该技术综合考虑了数据页访问频率和数据页重用距离,让访问次数少和重用距离长的数据页不进入固态盘缓存,从而增长了固态盘的使用寿命.为了评测UGD技术的效果,实现了一个固态盘缓存模拟器,并使用开源负载和实际应用负载进行了大量实验.实验数据表明,与现有过滤技术相比,UGD技术能够使固态盘缓存系统的平均命中率提高10％,使固态盘平均写入量降低42.5％.     

基于ASP.NET技术的缓存设计

随着基于web的应用越来越多,门户网站的访问量急剧增多,访问响应速度就成为了瓶颈。虽然对内容发布系统的应用程序进行优化可以一定程度上改善响应速度,但如果能把动态网页转换成静态网页缓存在内存中,那样访问速度会比访问原有动态网页提高2-3个数量级。缓存对应用程序的性能具有极大的影响,如果ASP.NET开发人员在所有程序级别上都实现缓存,就可以使用开销很大的功能控件来构建站点。     

一种使用环形缓存和环形队列实现UDP高效并发的方法

本方法涉及UDP并发技术领域,尤其涉及一种使用环形缓存和环形队列实现UDP高效并发的方法。特点如下:在数据接收线程中创建环形队列,用于存储待返回数据的客户端标识,并在数据处理子线程创建发送环形缓存和接收环形缓存,用于接收数据和存储待发送数据;数据接收线程在接收数据的同时查看环形队列中是否有需返回数据的客户端标识,如由相应数据处理子线程发送环形缓存中的数据发送出去。本方法的循环缓冲区可以提供对缓冲区的互斥访问,因而数据接收线程与数据处理子线程之间不需要加互斥保护,可同时进行,从而有了良好的并发性能,循环缓冲区可以更好地利用系统内存资源。     

一种改进的空分交换型OPS节点结构及其性能分析

提出了一种改进的空分交换型光分组交换(OPS)节点结构--共享反馈和输出缓存(SFOB)结构.该结构不但结合了基本的OPS节点结构的优势(将反馈缓存与共享缓存组合配置),而且在缓存使用方面改进了每根光纤延迟线(FDL)独立使用的做法,增加了将反馈缓存和共享缓存中两根FDL串联使用的机制,并据此设计了相应的缓存调度算法.最后使用计算机仿真的方法对该结构在随机网络负载下的丢包率性能进行了研究.仿真结果表明在相同缓存容量条件下该结构比传统的共享存储光分组(SMOP)交换结构具有更好的交换性能.     

NUMA结构的高效实时稳定的垃圾回收算法

针对非一致性内存访问架构(NUMA)在垃圾回收(GC)过程中存在大量的远程内存读写导致GC性能降低的问题,对GC过程的各个阶段进行分析与研究,提出了一种基于NUMA结构的高效实时稳定的GC算法。该算法首先基于NUMA结构改进传统分代GC机制的堆空间布局,然后通过控制GC过程中扫描活跃对象阶段的初始根对象选取、动态负载均衡阶段截取任务队列的选取以及复制活跃对象阶段对象复制位置的选取,大大减少GC过程中的远程访问次数。这种改进的GC机制对所有NUMA结构具有通用性。以Godson-3处理器的NUMA平台为例进行的实验结果显示,优化的GC机制极大地缩短了GC的时间,而且提高了应用程序的性能以及稳定性。在SPECjvm2008测试中,GC时间平均缩短了14.6%(GC总时间缩短4.1%~41.58%),应用程序的性能平均提升了4.68%(最高提升17.8%),应用程序的性能稳定性提升了76.2%。     

LiCo0.5Ni0.5 O2的恒流充放电容量模型研究

为研究LiCo0.5Ni0.5O2的充放电容量和电流间模型,用高温固相反应合成了性能优良的LiCo0.5Ni0.5 O2,用一维扩散控制方程Q=Qm-(I2/3·D)·I描述了LiNi0.5Co0.5O2的充放电容量与电流的关系,并用该模型计算了最大可逆容量和扩散系数.恒电流充放电过程的扩散系数和最大可逆容量随循环次数的增加而降低,且与循环次数间存在对数线性关系.     

ADO.NET数据访问技术在某型导弹故障诊断系统中的应用

根据待检对象的故障表现形式及逻辑诊断过程,该诊断系统的专家知识库采用大量关系数据表存储,在故障诊断过程中,需要对这些表进行大量数据访问和频繁操作,为了提高系统数据访问效率和处理速度,采用了微软新推出的ADO.NET数据访问技术,在检测过程中,将数据库中数据取出存放于内存的数据集中,系统运行时对数据的访问不再对数据库操作,而是直接对内存数据集进行操作,使得数据访问效率、响应速度和系统整体性能得到了极大提高.