基于持久性内存的单向移动B^+树

由新型非易失存储介质构成的持久性内存(persistent memory,PM)具有扩展性强、按字节访问与静态能耗低等特性,为未来主存与辅存融合提供了强大的契机.然而由于LLC(last level cache)具有易失性且与主存交互粒度通常为64B,而PM的原子持久化操作粒度为8B.因此,数据从LLC更新到PM的过程中,若发生故障,则可能破坏更新操作的失败原子性,进而影响原始数据的完整性.为了保证更新操作的失败原子性,目前研究主要采用显式调用持久化指令与内存屏障指令,将数据有序地持久化到PM上,但该操作会造成显著的开销,在索引更新中尤为明显.在对索引进行更新时,往往会涉及到索引结构的变化,该变化需要大量的有序持久化开销.研究旨在减少基于PM的B+树在更新过程中为保证失败原子性而引入的持久化开销.通过分析B+树节点利用率、不同更新模式下持久化开销以及更新操作之间的关系,提出了一种基于节点内数据真实分布的数据单向移动算法.通过原地删除的方式,减少删除带来的持久化开销.利用删除操作在节点内留下的空位,减少后续插入操作造成的数据移动,进而减少数据持久化开销.基于上述算法,对B+树的重均衡操作进行优化.最后通过实验证明,相较于最新基于PM的B+树,提出的单向移动B+树能够显著提高单一负载与混合负载性能.     

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.     

WebKi t内核的嵌入式浏览器磁盘缓存方法

为提高嵌入式浏览器的页面加载速度,研究WebKit网络资源下载的流程,分析 HTTP协议栈中缓存控制原理,提出一种WebKit内核的嵌入式浏览器磁盘缓存方法。设计磁盘缓存快速映射算法,在网络资源的URL与数据之间建立映射关系。为防止磁盘缓存存储空间过载,结合LRU‐K算法和缓存资源的优先级给出磁盘缓存置换算法,提出了磁盘缓存系统架构及其实现方案,在家庭网络环境中进行性能评估。实验结果表明,浏览器加载速度提升了3?19倍,增强了用户体验。     

基于双缓冲文件系统过滤驱动技术研究

针对单缓冲技术在过滤驱动透明加解密中存在的缺陷和不足,本文提出采用双缓冲机制,在内核态创建两个缓冲区,授权程序访问解密缓冲区数据,非授权程序访问非解密缓冲区数据,两者互不影响。首先对文件系统过滤驱动和双缓冲技术进行理论研究,然后提出了系统的设计思想,建立设计方案,进行实现和应用。通过测试结果表明,该系统对透明加解密系统性能和兼容性有很大提升。     

基于DSP和FPGA的全景图像处理系统设计与实现

设计了基于DSP和FPGA的全景图像处理方案,FPGA完成图像采集,DSP完成图像的各种处理算法.利用FPGA设计了基于乒乓缓存机制的SDRAM控制器;采用EDMA方式,完成了DSP与FPGA的数据交换.测试结果表明,DSP+ FPGA折反射全景图像处理系统完成了对分辨率为2 048×2 048、每秒15帧的Camera Link接口的全景图像的实时采集及缓存解算,并以1024×768的分辨率进行实时显示.     

Parallelizable restarted iterative methods for nonsymmetric linear systems. part I: Theory

Large sparse nonsymmetric problems of the form A u = b are frequently solved using restarted conjugate gradient-type algorithms such as the popular GCR and GMRES algorithms. In this study we define a new class of algorithms which generate the same iterates as the standard GMRES algorithm but require as little as half of the computational expense. This performance improvement is obtained by using short economical three-term recurrences to replace the long recurrence used by GMRES. The new algorithms are shown to have good numerical properties in typical cases, and the new algorithms may be easily modified to be as numerically safe as standard GMRES. Numerical experiments with these algorithms are given in Part II, in which we demonstrate the improved performance of the new schemes on different computer architectures.     

面向微处理器猜测执行过程中预载入数据的Cache污染控制方法

“存储墙”问题已经成为处理器性能提升的主要障碍,而处理器内核猜测执行预测路径上访存指令时预载入的存储器数据所导致Cache污染会严重影响处理器性能.本文提出一种针对猜测执行过程中预载入数据的Cache污染控制方法CSDA.首先,利用置信度评估技术从所有预测路径中分离出错误概率较大的路径.然后,根据低置信度污染型访存指令识别历史表将低置信度预测路径上的访存指令划分为预取型和污染型,为污染型的访存指令建立低优先级Load/Store队列,并采用污染数据Cache存储污染数据.仿真结果表明,在双核模式下,CSDA策略相对于baseline结构来说,L1 D-Cache缺失率降低幅度从9％-23％,平均降低了17％;L2 Cache缺失率的下降范围从1.02％-14.39％,平均为5.67％;IPC的提升幅度从0.19％ -5.59％,平均为2.21％.     

一种应用于分布式缓存系统中的缓存部署算法

缓存技术能有效的节省网络带宽,减少用户的访问延迟.在分布式缓存系统中,一个值得研究的问题是如何根据用户的请求动态的进行缓存部署,使得系统的收益最大.描述了缓存部署问题并建立了优化模型,在此基础上提出一种新的协作缓存部署算法,该算法利用对象的热度、网络距离,以及系统中各节点接收的请求和系统缓存分布信息,依次对请求路径上的节点进行缓存部署决策,同时该算法将计算分布到请求路径的各个节点上进行.仿真结果表明,该算法具有比LRU和Graph算法更高的缓存命中率和更低的访问延迟.     

URL净化算法的探讨及改进

信息净化技术是当前研究的热点。介绍了传统的URL净化算法,并分析了其优缺点;将高速缓存等技术引入到传统的URL净化算法中,提出了一种改进的URL净化算法;对传统的URL净化算法及其改进后的URL净化算法进行了比较。