高性能磁盘阵列I/O服务时间的分析

在对常规策略的Ｉ／Ｏ服务时间进行分析的基础上,认为磁盘阵列系统中、当所有磁盘均进行Ｉ／Ｏ操作且只作一次时,系统的Ｉ／Ｏ服务时间最短,性能最佳,为此提出了一种改进策略,这种策略通过对Ｉ／Ｏ子命令进行归并,对分析数据进行调整使磁盘只作一次Ｉ／Ｏ操作最后,在实时操作系统环境下测试了一且数据,并将测试结果进行了分析比较。     

中央Cache磁盘阵列排队模型的建立

本文建立了中央Ｃａｃｈｅ磁盘阵列结构的排队模型，在一定假设条件下，推导出了系统Ｉ／Ｏ请求平均响应时间公式和系统可服务的最大Ｉ／Ｐ率公式，并总结了影响中央Ｃａｃｈｅ磁盘阵列结构性能的主要因素。     

并行文件系统扩容与I/O节点负载平衡策略

在规模并行处理系统ＭＰＰ商业化应用中,并行文件系统容量与Ｉ／Ｏ节点的负载平衡一直是挖掘整个系统并行性,进而提高系统性能的关键问题之一。本文从分析Ｐａｒａｇｏｎ大规模并行处理系统的体系结构和并行文件系统的体系结构出发,给出了并行文件系统的扩容策略,使用ＭＰＰ系统的Ｉ／Ｏ节点平衡负载理论模型,给出了实际工程应用中的负载平衡策略。     

不同负载分布下磁盘阵列响应时间分析

计算分析了磁盘阵列在不同负载分布下的响应时间和最大吞吐量,以及它们与请示到达率和构成盘阵列系统的盘数、通道数传率等诸因素的关系,在相同应用环境下,构成盘阵列的驱动器数目越多,则I/O响应时间越短、系统吞吐量大,I/O请示中读请示概率大或概率大,则响应时间短。     

RAID系统的设计与实现

容错盘阵列通过采用多盘并发操作和冗余技术，可显著改善Ｉ／Ｏ系统的数据传输率和可靠性。在本文中，我们描述了一个高性能ＲＡＩＤ系统的设计与实现。该ＲＡＩＤ系统基于标准接口（ＥＩＳＡ，总线和ＳＣＳＩ总线）和高效纠错码（Ｒｅｅｄ－Ｓｏｌｏｍｏｎ码），具有高性能、高可靠性和通用性强的特点。本文重点是所设计的ＲＡＩＤ控制器的逻辑结构、设计方法、以及ＲＡＩＤ系统的软件构成、性能评价。最后我们提出了进一步改进设计的努力方向。     

基于M/M/1模型的多用户分布式系统负载平衡

针对分布式系统负载平衡问题,对动态全局最优策略进行改进,结合静态全局最优策略,提出动静结合的负载平衡策略。策略克服在较高通信开销时动态负载平衡策略的缺点,有效提高分布式系统的综合性能。仿真结果表明,使用该策略在通信开销较高和系统负载率大于40%的情况下,能够获得比动态负载平衡更小的系统预期响应时间。     

模糊PID控制在冷却水温控系统中的应用

针对上海光源冷却水温控系统中板式换热器的时变特性和系统大滞后特性,结合PID控制和模糊控制的优点,提出了以误差和误差变化率为输入信号的Fuzzy-PID复合控制器和以误差和响应时间为输入信号的模式选择开关控制器来实现冷却水温度控制策略。仿真实验和实际应用表明,该控制策略能够克服板式换热器时变特性和系统大滞后特性,对负载发生变化后能以较短的响应时间和较小的超调量使系统达到新的平衡,控制效果优于传统的PID控制。     

多处理机I／O性能的研究

计算机系统的Ｉ／Ｏ子系统可以分为隐式Ｉ／Ｏ和显式Ｉ／Ｏ两类。隐式Ｉ／Ｏ也称为页面调度，是指在虚拟存储器中页面内的Ｉ／Ｏ服务；显式Ｉ／Ｏ是指程序通过读／写命令所产生的明显的磁盘存取。本文对大型科学计算应用系统在多处理机环境下并行运行时影响Ｉ／Ｏ性能的因素进行了详细讨论。通过对大量测试数据的研究发现，在设计应用系统时，隐式Ｉ／Ｏ的问题并不是主要的，而随着计算速度的提高和处理能力的增强，解决显式Ｉ／Ｏ的问题则显得日益重要。     

RAID及其在微机环境中的应用

随着微型计算机处理能力的不断增长，Ｉ／Ｏ和ＣＰＵ之间的矛盾越来越突出，为了缩小它们之间的矛盾和获得较高的１／Ｏ性能，廉价磁盘冗余阵列应运而生。本文介绍了廉价磁盘冗余阵列产生的原因，并分析了其结构特点，在此基础上详细介绍了它在微机环境中的应用情况。     

提高可扩展并行机群并行I/O效率的一个方法

随着ＣＰＵ性能的高速提升,系统Ｉ／Ｏ能力的不足越来明显地成为提高ＮＯＷ系统整体性能的瓶颈。在分析现有基于ＮＯＷ系统的并行Ｉ／Ｏ算法的基础上,通过理论推导,给出了一种寻求计算进程与计算结点之间最佳映射的方法。该方法可以在数据重分配时,使各计算的通信量小,从而达到提高系统并行Ｉ／Ｏ效率的目的。     

面向视频流数据实时存储的RAID写策略

本文针对实际应用，介绍了常规磁盘阵列（RAID）I／O过程，在分析常规RAID写回策略的基础上提出了一种流水写回式策略，这种策略充分利用了系统现有资源，扩大并行性，提高了数传率，缩短了I／O平均响应的时间。     

并行I/O中一种基于服务时间最小变化的文件分配策略

论文中对于文件访问的服务时间进行了较深入的研究,提出一种并行I/O文件分配算法——启发式文件分类分配策略,它在负载基本均衡前提下,按照相似的访问服务时间对每个待分配的数据文件进行磁盘分配。通过对启发式文件分类分配策略与已有的贪婪文件分配法进行实验比较,结果表明:系统处理重负载时,访问响应时间提高了30%左右,而且数据访问速率越高,由启发式文件分类分配策略所提高的性能就越明显。     

网络磁盘阵列中基于任务排队的多用户请求动态调度策略

在存储系统中,底层I/O调度策略十分重要,它决定了整个存储系统的效率.一个良好的调度策略可以有效地提高系统的性能.结合网络磁盘阵列的工作特点,提出了一种基于任务排队的动态调度算法,其基本思想是充分利用多个网络用户的请求数据在网络磁盘阵列上的空间连续性,最大限度地减小磁头寻道延迟和旋转延迟,从而降低系统的响应时间.     

集群计算并行I/O中动态文件分配策略

针对集群计算系统中并行I／O文件分配问题进行了研究,提出一种新的动态文件分配算法一启发式负载与服务时间变化综合平衡策略。该策略将所需要的访问服务时间相似的文件分配到集群系统的同一结点磁盘上,并保证每个磁盘上的负载值不超过负载平衡的极限值,从而在所有结点磁盘间既基本实现负载均衡,又使每个磁盘上文件间的服务时间变化最小化。实验结果表明了该策略在性能提高方面的有效性。     

Performance analysis of advanced I/O architectures for PC-based video servers

In the personal computing and workstation environments, more and more I/O adapters are becoming complete functional subsystems that are intelligent enough to handle I/O operations on their own without much intervention from the host processor. The IBM subsystem control block (SCB) architecture has been defined to enhance the potential of these intelligent adapters by defining services and conventions that deliver command information and data to and from the adapters. In recent years, a new storage architecture, the redundant array of independent disks (RAID), has been quickly gaining acceptance in the world of computing. In this paper, we discuss and present a performance analysis of the SCB architecture and disk array technology in typical video server environments. In particular, we would like to see whether a disk array can outperform a group of disks (of the same type, the same data capacity, and same cost) operating independently (not in parallel as in a disk array) in a video server environment where most disk I/O operations are large sequential reads.     

网络存储I/O流水机制研究

将I／O请求处理划分为多个阶段，为流水线技术引入网络存储提供了新思路．同时，I／O请求处理的各阶段必定通过缓存（内存）来传递或处理数据．I／O请求处理除了直通方式外，大部分依赖存储转发方式（例如对I／O命令的聚散、排队操作等），存储转发的方式下的网络存储I／O流水线具有一些新的特点厦其自身特有的制约因素．探讨I／O流水机制，对提高网络存储系统整体性能，具有一定的指导及实践意义．     

I/O performance of an RAID-10 style parallel file system

Without any additional cost, all the disks on the nodes of a cluster can be connected together through CEFT-PVFS, an RAID-10 style parallel file system, to provide a multi-GB/s parallel I/O performance.I/O response time is one of the most important measures of quality of service for a client. When multiple clients submit data-intensive jobs at the same time, the response time experienced by the user is an indicator of the power of the cluster. In this paper, a queuing model is used to analyze in detail the average response time when multiple clients access CEFT-PVFS. The results reveal that response time is with a function of several operational parameters. The results show that I/O response time decreases with the increases in I/O buffer hit rate for read requests, write buffer size for write requests and the number of server nodes in the parallel file system, while the higher the I/O requests arrival rate, the longer the I/O response time. On the other hand, the collective power of a large cluster supported by CEFT-PVFS is shown to be able to sustain a steady and stable I/O response time for a relatively large range of the request arrival rate.     

廉价USB-EIDE协议变换磁盘阵列接口设计

介绍了一种廉价的USB-EIDE协议变换磁盘阵列，并给出其USB接口的软硬件设计和对于写操作的改进，以进一步减少平均I/O响应时间。