模拟器指令集扩展的设计与实现

模拟器是体系结构研究中最重要的实验平台。在研究过程中，许多新设计必须通过引入新指令才能实现，这就要求模拟器指令集中包含足够的预留操作码。然而，预留码通常都很有限，并且随着研究的发展，本已有限的预留码可能已被用尽。给出一种通用的模拟器指令集扩展方案，它通过拉长指令宽度而增加了预留码空间，有效地解决了新指令添加面临的局限性问题。此外，还基于当前流行的多核模拟器SESC展示了该方案的实现过程，对研究者而言具有实用价值。     

Linux服务器安全审计系统的设计与实现

随着Linux技术的普及,大量的Linux服务器部署在分布式系统中,如何对这些服务器资源进行有效的安全审计成为了当前一大难点。根据Linux服务器的特点,设计与实现了可应用于复杂分布式环境中的安全审计系统。系统采用组件化、模块化的架构和多级部署方式,基于内核级审计和应用级审计实现了对Linux服务器的系统资源、终端访问、文件、数据库和网络等资源的全面审计。同时,系统采用数据挖掘技术对审计信息进行深入分析,实现了对Linux服务器的智能化审计。系统部署于实际的应用中,并且取得了良好的效果。     

程序自动并行化系统

有效的自动并行化系统能帮助用户充分地利用并行计算机资源．本文介绍了自动并行化的历史及现状，并着重介绍了作者所开发的自动并行化系统ＡＦＴ（ａｕｔｏｍａｔｉｃＦｏｒｔｒａｎｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）及其特色和所用的关键技术．测试结果表明ＡＦＴ系统在功能上已超越了传统的自动并行化系统．     

用于含过程调用DO循环的循环嵌入方法

循环是程序中蕴含并行性最为丰富的一种结构，因此成为并行化编译最主要的对象．但循环内的过程调用严重妨碍了循环的数据相关性分析，使得循环语句潜在的大量并行性得不到开发．本文提出的循环嵌入方法使部分含过程调用循环语句的并行化成为可能，对部分用其它过程间分析技术也能开发其并行性的这一类循环语句采用循环嵌入方法，并行化开销低，并且分析更精确．采用循环嵌入方法还可降低程序由于多次过程调用带来的调度开销．这一方法在作者开发的自动并行化编译系统AFT（automaticPortrantransformer）中得到了实现，对Spec92测试程序包的试验结果表明了本文提出的方法是行之有效的．     

二维SIMD结构的低功耗调度

针对二维SIMD结构,提出一种可以动态关闭空转部件且结合编译器、指令集和体系结构支持的低功耗调度算法,其中包括编译器优化二维SIMD指令,功耗指令发出部件开关信号,系统接收信号并执行。采用对不同功能单元分别调度的方式和部件局部化的方法。在模拟器上的实验结果表明该方法可以节省整个系统约15％的能量消耗。     

可扩展的自动并行化编译系统

介绍一种可扩展的自动并行化编译系统Agassiz,研究其架构设计及关键特性。该系统可以把串行程序转换为并行程序,并为编译优化技术的研究提供良好的平台,通过面向对象的设计和实现,能有效集成各种并行优化技术。实验结果表明,该系统具有良好的可扩展性。     

面向云计算的虚拟机动态迁移框架

根据云计算平台的特点,提出一种新型虚拟机动态迁移框架,并在Xen和KVM这2种典型的开源虚拟机监控器基础上,实现原型系统。测试结果表明,在不同类型计算资源的环境下,该动态迁移框架具有良好的性能,能够对动态迁移进行实时控制,从而满足服务等级协议的要求。     

并发垃圾收集器及其调度方法的研究

垃圾收集技术被广泛地应用于现代高级编程语言环境中,它在解决内存泄露等问题的同时也影响了应用程序的响应时间.为了减小甚至消除由于垃圾收集所造成的应用程序停顿,设计并实现了能与应用程序并发运行的垃圾收集器Tick.在研究过程中,使用Snapshot-at-the-Beginning算法解决了"一致性丢失"的问题;并动态地对垃圾收集线程进行调度,从而更加有效地利用系统资源.测试结果表明,Tick能有效地消除应用程序因垃圾收集所造成的停顿并减少应用程序的执行时间.     

针对多媒体应用的多核处理器核间通信优化

目前多核架构已成为处理器的主流设计并成为各种多媒体应用的主流处理平台,而核间通信的效率是影响多核处理器性能的重要因素之一.提出了一种针对多媒体应用程序的核间通信的优化方法.该方法利用此类应用程序数据读取的规律性,通过在多核处理器上添加通信队列,实现只读数据的快速传递,从而提高多媒体应用程序的并行执行效率.实验表明使用通信队列对各种多媒体核心算法的性能都有普遍提高.同时,该方法具有良好的扩展性,当内核数目增加,通信队列所带来的好处也更加明显.     

利用虚拟机动态迁移技术整合虚拟和模拟环境

系统虚拟化和模拟技术对当今计算机科学研究和相关产业有着重要的影响.整合虚拟和模拟环境,让运行在虚拟机中的操作系统获得更多重要的服务是一项具有挑战性和有意义的工作.由系统虚拟化提供的虚拟机动态迁移技术作进一步扩展后,可整合这两个计算环境.提出Roam,一个支持在虚拟和模拟环境之间进行虚拟机动态迁移的框架.开发的Roam原型系统实现了Linux虚拟机在Xen和纯Qemu环境之间的动态迁移.相关性能测试表明Roam是一个可行的虚拟机动态迁移方案,并且虚拟机的停机时间和整体迁移时间都在一个可接受的范围内.