LRU页面置换算法的改进与实现

为简化嵌入式虚拟内存的实现,改善嵌入式虚拟内存的性能,在对常见页面置换算法进行对比分析的基础上,提出一种改进的最久未使用页面置换算法。该算法基于内存管理单元、跨页访问计数器、访问次序寄存器、溢出中断处理等软硬件相结合的技术。实验结果表明,该算法能提高嵌入式系统的页面置换效率,提升系统的整体性能,可广泛应用于各种物联网系统和嵌入式系统。     

基于探测的自适应页面置换算法研究

页面置换算法是虚拟存储管理的重要组成部分,页面置换算法的优劣将直接影响系统的整体性能。本文在分析传统页面置换算法存在不足的基础上,介绍一种能够弥补传统页面置换算法存在不足的基于探测的自适应页面置换算法,同时分忻了该算法的性能,并且指出了进一步的研究方向。     

对页面访问序列影响LRU页面置换算法的研究

页面置换算法是操作系统中虚拟存储管理的一个重要部分。改进页面置换算法,可以降低页面失败率,从而有效地提高系统性能。现有的应用于虚拟存储管理的页面置换算法主要是Least Reference Used(LRU)页面置换算法。文中利用页面访问间隔数,分析不同的页面访问序列对LRU算法的影响,把页面访问序列分为LRU-友好页面访问序列、LRU-不友好页面访问序列、不友好页面访问序列三类,为改进LRU页面置换算法提供了依据。     

一种改进的自适应页面置换算法

研究缓冲区页面置换策略和算法(特别是自适应页面置换策略和算法),提出一种基于双管理链的自适应页面置换算法HA。HA算法是对DMC(2c)算法的改进,它引入动态置换点,同时,根据缺页失败数确定算法的工作链,并根据页面访问序列的局部特征选择效率较高的页面置换策略。实验结果表明,HA算法能有效地减少缺页失败数,降低缺页率,特别是在处理第三种模式的页面访问序列时,该算法的缺页率较改进前的算法可降低近30%。     

文件Cache自适应策略研究

Linux系统在被不同大小的数据块访问时,系统读写性能有差异。在少数特定访问数据块大小的应用中,Linux系统读写性能较差。文件Cache算法的性能是导致该问题的原因之一。在分析访问数据块大小对文件Cache算法性能的影响的基础上,提出了一种文件Cache自适应策略。该策略考虑了预取算法对于页面置换算法的影响,增强了页面置换算法对访问数据块大小变化的适应性,达到了提高Linux系统读写性能的目标。Linux系统读写性能测试实验表明,该策略可以使Linux系统在被不同大小的数据块访问时保持稳定且更优的读写性能。     

对页面访问序列影响LRU页面置换算法的研究

页面置换算法是操作系统中虚拟存储管理的一个重要部分。改进页面置换算法，可以降低页面失败率，从而有效地提高系统性能。现有的应用于虚拟存储管理的页面置换算法主要是Least Reference Used（LRU）页面换算法。文中利用页面访问间隔数，分析不同的页面访问序列对LRU算法的影响，把页面访问序列分为LRU-友好页面访问序列、LRU-不友好页面访问序列、不友好页面访问序列三类，为改进LRU页面置换算法提供了依据。     

对传统页面置换算法的分析与研究

随着虚拟存储技术在操作系统中的应用,大大提高了操作系统的性能,其中页面置换算法是虚拟存储管理的重要组成部分,页面置换算法的优劣将直接影响系统的整体性能。随着大量有着不同读写速度的外存设备共存于系统中,单一置换算法同样影响着系统的整体性能。     

面向Flash存储的页面置换算法综述

Flash存储设备与传统针对磁盘构成的存储系统设计不同,具有许多新的特征,如读、写以及删除操作的I/O开销并不对称,因此要对Flash存储的页面置换算法进行重新设计。面向Flash存储的普适页面置换算法以及专门性的页面置换算法是当前算法的两大类型。普适性的页面置换算法可以减少二级存储设备中的写回操作,具有较高的性能。以Flash系统为基础所提出的专门性页面置换算法,考虑了Flash存储的特性,同时也针对特定的应用信息进行设计,最大限度提高了存储设备的性能,为类似Flash存储的页面置换算法的研究提供了参考的经验。     

一种结合预调方式的页面置换算法

内存是一种非常重要的资源,在现代操作系统中,对内存的管理都引入了虚拟存储技术,而分页系统是实现虚拟存储技术的主要方法。因页面置换算法对操作系统的性能起着重要的作用,因此如何置换页面就显得尤为重要,很多算法因需要特别硬件的支撑而应用得不太广泛。分析了几种应用比较广的页面置换算法存在的问题,提出了一种结合预调方式的页面置换算法,该算法从理论上可以降低缺页率并提高命中率。     

使用矩阵实现LRU的页面置换算法

操作系统的内存管理一直是计算机领域研究的一个重要方向。文中分析了几种常用内存管理中的页面置换算法及其存在的问题,提出了LUR页面置换算法的操作系统内存管理中比较接近理想算法的一种页面置换算法,并阐述了使用矩阵方法实现该页面置换算法的原理。     

基于内存池的空间数据调度算法

计算机处理海量空间数据时,内外存之间数据的频繁交互导致内存占用高、处理效率低。使用内存池方式调度空间数据可以提高计算机效率。在多种特定地图使用模式下,不同的内存池页面置换算法能有效降低操作过程中的内外存交互,提高空间数据调度效率。实验表明,该算法为内存容量有限的嵌入式设备上的GIS提出了高效处理空间数据的方案。     

A novel approach to enhance distributed virtual memory

Distributed virtual memory (DVM) has been introduced in several researches and models in order to improve system memory performance. In this paper, various practical issues are addressed, examined and analyzed to exploit further areas of performance enhancements. In particular, a novel distributed algorithm for DVM management based on cluster cache in order to enhance previous DVM techniques is discussed. The algorithm employs address translation, page out policies and page replacement. The algorithm performance is evaluated across several test benches under variant system loads to show the efficiency of our technique. Compared with practical DVM and conventional virtual memory (CVM), our algorithm outperforms the previous algorithms and reduces the page faults by a considerable amount of 15% and 25%, respectively.     

Token-ordered LRU: an effective page replacement policy and its implementation in Linux systems

Most computer systems use a global page replacement policy based on the LRU principle to approximately select a Least Recently Used page for a replacement in the entire user memory space. During execution interactions, a memory page can be marked as LRU even when its program is conducting page faults. We define the LRU pages under such a condition as false LRU pages because these LRU pages are not produced by program memory reference delays, which is inconsistent with the LRU principle. False LRU pages can significantly increase page faults, even cause system thrashing. This poses a more serious risk in a large parallel systems with distributed memories because of the existence of coordination among processes running on individual node. In the case, the process thrashing in a single node or a small number of nodes could severely affect other nodes running coordinating processes, even crash the whole system. In this paper, we focus on how to improve the page replacement algorithm running on one node.

After a careful study on characterizing the memory usage and the thrashing behaviors in the multi-programming system using LRU replacement. we propose an LRU replacement alternative, called token-ordered LRU, to eliminate or reduce the unnecessary page faults by effectively ordering and scheduling memory space allocations. Compared with traditional thrashing protection mechanisms such as load control, our policy allows more processes to keep running to support synchronous distributed process computing. We have implemented the token-ordered LRU algorithm in a Linux kernel to show its effectiveness.     

Time-shift replacement algorithm for main memory performance optimization

Page replacement algorithms of main memory in modern operating systems are crucial in system performance. When memory is full, a page replacement algorithm exploits temporal locality and frequency of page references to evict the page that is least likely to be accessed in the near future. Subsequently, loading the majority of data directly from memory improves performance by reducing I/O waits of accessing slow storage. Research of replacement algorithms that maximizes hit ratio while incurring as less overhead as possible has been constantly studied. In this paper, we propose a time-shift least recently used (TSLRU) algorithm that converts frequency information of page references into temporal locality. Frequent accesses of a page are thus recognized and accumulated in terms of time. Moreover, pages being loaded into memory for the first time are not necessarily the most recently used pages. As a result, one-pass pages are evicted sooner in our algorithm than in traditional LRU algorithm. Our performance evaluations show that the TSLRU outperforms conventional page replacement algorithms on both artificial and real application traces. For example, hit ratio of TSLRU advances ARC by \(4.17\%\) and LRU by \(5.91\%\) on normal distributed workloads. Moreover, TSLRU outperforms ARC by over \(2\%\) on half of the application traces tested.     

基于闪存的混合存储系统缓冲区管理算法

由于基于闪存的混合存储系统充分利用了闪存的高速随机读和磁盘的快速顺序写的特性,近年来已经成为了数据库管理系统的二级存储层的高效存储模式,但其I/O访问开销是一个继续提高存储性能的瓶颈.为了降低混合存储系统的I/O访问开销,提出了一种自适应缓冲区管理算法DLSB.该算法根据数据页的逻辑代价和物理代价进行自适应的数据域选择;并在选择的数据域中,比较闪存队列和磁盘队列容量的实际值与理想值来确定数据页的置换,达到了提高I/O访问效率的目的.实验结果表明,该算法有效且可行,显著降低了混合存储系统的I/O访问开销.     

基于Objrmap的区分实时进程页的页面置换算法

本文深入分析了Linux 2.6的新技术--基于对象的逆向映射Objrmap的基本原理,探讨了区分实时进程页的置换策略的可能性,并提出了基于区分实时进程页的页面置换算法,增 强了Linux系统的实时性。改进的算法具有优异的时空性能,同时不影响系统的高并发度和进程间的内存共享。实验表明,改进算法在重载条件下,实时进程的缺页次数明显少于 原算法。     

DBMS缓冲区管理器设计的关键技术*

OSCAR对象-关系数据库管理系统的缓冲区管理器负责在必要时将页面从磁盘取到主存的软件层。由于主存不可能容纳磁盘上所有的页面,缓冲区管理器需要考虑到页面替换和回写。主要介绍在设计OSCAR缓冲区管理器中使用的关键技术,包括异步I/O、页面读写校验、页面替换策略及动态调整缓冲区物理内存技术。     

高效搜索系统内存检测隐藏进程

分析了进程隐藏方法及常用检测方法,论述了搜索系统内存检测隐藏进程的原理及实现方法,即首先判断页面是否有效,再根据EPROCESS结构体特征及OBJECT对象头特征来判断内存地址是否为EPROCESS地址,并给出PAE内存模式与普通内存模式的判别方法及两种内存模式判断页面是否有效的方法,探讨了提高搜索效率的方法.在windows 7、vista等操作系统两种内存模式上实验表明可高效枚举所有进程,包括通过挂钩枚举进程的函数或进入内核空间直接修改内核数据来达到隐藏自身目的的进程.