PRCD技术及其软件实现

介绍了一种新的磁盘存储体系结构PRCD（prefetching RAM caching disk,预取主存缓冲磁盘技术）。该技术通过收集小写转换成为一次大写请求提高系统的写性能，并采用数据块预取技术大大提高系统的读性能。还介绍了基于Windows NT平台的PRCD的软件实现方法。     

多媒体应用中磁盘阵列读预取Petri网模型及结果分析

多媒体应用需要大容量、高速磁盘阵列的支持。为了分析采用读预取策略后磁盘阵列的性能,本文建立了读预取Petri网[1]模型。此模型可用以判断系统各环节对读速率的影响和求取读平均数传率。实验表明,采用顺序读预取策略的实际读平均数传率提高了60％,可以满足数字化系统对I/O性能的高要求。     

一种面向视频播放系统的RAID并行预取技术及实现

随着视频数字化技术的广泛应用，视频播放系统中的存在“瓶颈”也日益突出，在分析视频存储系统磁盘阵列的I／O调度算法和在实际应用中视频数据的特点的基础上，提出一种面向视频媒体服务的RAID并行预取实时调度算法，它利用未来数据的可行预测性，预先将其从磁盘取入缓冲区，同时优化任务调度，使主机数据的回送和从磁盘预取数据同步执行，进一步提高了阵列的I／O吞吐率，用I／Ometer测试结果证明，新算法具有很好的性能。     

多用户存储中自适应动态预取策略

通过分析多用户数据请求规律以及实时分解随机请求序列来获取顺序请求序列。基于对多用户顺序请求进行命令预分解和命中率统计,实现读预取长度自我学习。分析多用户预取率及系统负载与预取失效代价之间的关系,对常规自适应Cache策略进行优化,选择合适预取阈值等参数。与常规自适应预取策略相比,动态调整Cache策略的预取命中率提高了30%。有效解决了多用户访问共享存储系统的预取失效率高问题。     

冗余交叉磁盘阵列性能研究

本文建立了冗余交叉磁盘阵列的队列模型，单盘和同步交叉磁盘阵列采用Ｍ／Ｇ／１排队模型，异步交叉磁盘阵列采用Ｆｏｒｋ／Ｊｏｉｎ排队模型，并利用这些模型对冗余交叉磁盘阵列的性能进行了分析，结果表明在系统请求率较大时，同步交叉磁盘阵列的性能大大优于异步交叉磁盘阵列，而系统请求率较小时，异步交叉磁盘阵列的性能与同步交叉磁盘阵列的性能差别不大，但随系统请求率和数据块的增大差别越来越大。     

基于流媒体的网络磁盘阵列中的并行流水策略研究

针对流媒体数据 ,结合网络磁盘阵列的工作特点 ,提出了一种并行流水生产者消费者模型 .该模型采用并行技术 ,通过截断 SCSI命令的 I/ O周期来流水重叠系统中多个数据请求的磁盘 I/ O操作和 CPU计算 ,最大限度地提高了系统的并行性 .测试结果表明 ,采用该模型的网络磁盘阵列系统性能得到了很大的提高     

预取机制在WebGIS中的应用

在当前网络地理信息系统(以下简称WebGIS)中,空间数据等大型数据在用户访问请求下,从远程服务器端向客户端传输时,往往引起传输延迟,延长了响应请求的时间,降低了效率.预取本来是用在操作系统中提高高速缓存存储器(Cache)性能的一种技术,但在WebGIS中,采用适当的预取机制可以减少用户在浏览器端的等待时间,提高客户端的工作效率.本文分析了几种预取机制,并根据GIS空间对象的特点,对预取机制在WebGIS上的应用作了讨论,以期提高WebGIS的性能.     

RAID系统中的一种伪并行I/O调度策略

磁盘阵列系统中,如何提高I/O传输率一直是一个关键性问题。基于并行性思想,一种伪并行I/O调度策略被应用在带缓存的磁盘阵列系统之中。该调度策略力图在外部I/O请求响应和内部数据迁移之间形成并行操作,最大限度地提高close队列的I/O请求的数据传输率。实验表明,该策略有效地提高了磁盘阵列系统外部I/O通道的持续数据传输率,并在一定程度上缓解了RAID5的小写问题。     

改善磁盘阵列性能的方法

磁盘阵列是解决计算机Ｉ／Ｏ瓶颈问题的有效方法之一，通过对现有磁盘阵列结构的研究，提出了４种改善磁盘阵列性能的方法，即良分利用磁盘带宽，平衡多盘的负载，减少奇偶检验数据存取时间和磁盘阵列Ｃａｃｈｅ技术等，分析结果表明：在事务处理应用领域，利用Ｃａｃｈｅ来把小写转化为大写可大大改善目前一般情况下，以一道数据大小来作为磁盘的基本存取大小是合适的选择，磁盘阵列负载平衡设计不足是指正常模式下系统请求在多盘间     

高性能FTP服务系统的研究与实现

基于FTP协议中控制流和数据流逻辑分离的特点，提出了一种新型的高性能FTP服务系统。该系统在实验室原有研究成果的基础上，通过增加存储子系统(磁盘阵列)与网络客户之间的网络通道，使所有网络服务请求由服务器统一管理，而数据则由磁盘阵列本身直接从网上接收和发送。这种命令与数据的分离免除了数据流在服务器与磁盘阵列之间的往返传送和存储转发，极大地提高了系统的平均响应速度。     

申威处理器硬件数据预取技术的实现

硬件数据预取技术可以有效提升处理器的访存性能,是申威处理器性能优化过程中亟需突破的一项技术。硬件开销和处理器架构的制约是硬件预取技术实现中的主要难点。借鉴学术界对硬件预取技术的研究成果和工业界的应用现状,紧密结合申威处理器的结构特点,研究了申威处理器硬件预取技术的实现方法。以流预取为例,在处理器核心面积增加0.97%的情况下,硬件预取技术的应用可以将目前申威处理器的整数性能平均提升5.17%,最高提升28.88%;浮点性能平均提升6.39%,最高提升30.11%。     

无线Internet代理网关的设计

文章提出了一种无线Internet代理网关的设计方案。代理网关是移动用户与Web服务器之间提供无线Internet服务的重要设备。新的设计方案可以改进无线Internet的服务质量和性能。它结合了Web的预取技术和移动状态估计技术。其中预取技术将根据信息内容被访问的统计情况和选取标准,把部分信息内容预取到代理网关,以改善移动用户调取(Pull)信息的时延。基于移动状态估计的发布(Push)技术,将根据用户的移动状态,把用户最可能需要和感兴趣的信息(例如与位置有关的广告),发布给移动用户,以提高这种发布的准确性(命中率)。最后,将用计算机模拟,验证此方案。     

Estimating Effective Prefetch Distance in Threaded Prefetching for Linked Data Structures

Helper threaded prefetching based on chip multiprocessor has been shown to reduce memory latency and improve overall system performance, and has been explored in linked data structures accesses. In our earlier work, we had proposed an effective threaded prefetching technique that balances delinquent loads between main thread and helper thread to improve effectiveness of prefetching. In this paper, we analyze memory access characteristic of specific application to estimate effective prefetch distance range for our proposed threaded prefetching technique. The effect of hardware prefetchers on the estimation is also exploited. We discuss key design issues of our proposed method and present preliminary experimental results. Our experimental evaluations indicated that the bounded range of effective prefetch distance can be determined using our method, and the optimal prefetch distances can be determined based on the estimated effective prefetch distance range by few trial runs.     

代理服务器中基于对象的限定预取策略研究

预取作为一种主动缓存技术可用于提高缓存命中率,但其效果好坏很大程度上取决于所采用的预取策略。本文提出了一种代理服务器下基于对象的限定预取策略,通过调整代理服务器中预取空间的大小,防止无效页面占用过多的缓存空间,提高了缓存的利用率,从而获得较高的命中率。实验表明,基于对象的限定预取策略命中率远远高于LRU策略,并且相对于基于对象的LRU策略也有明显的改善。     

Strip-oriented asynchronous prefetching for parallel disk systems

Sequential prefetching schemes are widely employed in storage servers to mask disk latency and improve system throughput. However, existing schemes cannot benefit parallel disk systems as expected due to the fact that they ignore the distinct internal characteristics of the parallel disk system, in particular, data striping. Moreover, their aggressive prefetching pattern suffers from premature evictions and prolonged request latencies. In this paper, we propose a strip-oriented asynchronous prefetching (SoAP) technique, which is dedicated to the parallel disk system. It settles the above-mentioned problems by providing multiple novel features, e.g., enhanced prediction accuracy, adaptive prefetching strength, physical data layout awareness, and timely prefetching. To validate SoAP, we implement a prototype by modifying the software redundant arrays of inexpensive disks (RAID) under Linux. Experimental results demonstrate that SoAP can consistently offer improved average response time and throughput to the parallel disk system under non-random workloads compared with STEP, SP, ASP, and Linux-like SEQPs.     

一种智能终端数据共享中的预取缓存技术

针对智能终端数据共享中的网络延迟问题,本文提出一种两阶段,主动预取与被动预取相结合的数据预取缓存方法,减少网络延迟,提高用户体验。该方法利用网络空闲时间预取数据,减少用户等待时间;通过两阶段预取策略减少网络带宽消耗;通过主被动配合的预取算法来预取数据,提高预取准确率和预取效率;通过一种权重更新函数来更新客户端的缓存,减少对智能终端存储空间的消耗。实验表明使用此方法能减少用户等待时间58.2%,预取命中率为92%,带来的带宽损耗小于5%。     

Neighbor cache prefetching for multimedia image and video processing

Cache performance is strongly influenced by the type of locality embodied in programs. In particular, multimedia programs handling images and videos are characterized by a bidimensional spatial locality, which is not adequately exploited by standard caches. In this paper we propose novel cache prefetching techniques for image data, called neighbor prefetching, able to improve exploitation of bidimensional spatial locality. A performance comparison is provided against other assessed prefetching techniques on a multimedia workload (with MPEG-2 and MPEG-4 decoding, image processing, and visual object segmentation), including a detailed evaluation of both the miss rate and the memory access time. Results prove that neighbor prefetching achieves a significant reduction in the time due to delayed memory cycles (more than 97% on MPEG-4 with respect to 75% of the second performing technique). This reduction leads to a substantial speedup on the overall memory access time (up to 140% for MPEG-4). Performance has been measured with the PRIMA trace-driven simulator, specifically devised to support cache prefetching.     

基于Web对象流行度的PPM预测模型

Web预取技术是减少网络延迟，提高服务质量的主要解决方案之一．利用Zipf第一法则和第二法则分别对Web高频区对象和低频区对象建立访问流行度模型，进而提出一种基于Web对象流行度的PPM预测模型,实验表明，该模型除继承了传统PPM模型简单易实现的特点外，在缩减模型规模的同时预测精度也有一定程度的提高，并且控制了由预取引起的网络流量．     

A User-Aware Prefetching Mechanism for Video Streaming

The randomly and unpredictable user behaviors during a multimedia presentation may cause the long retrieval latency in the client–server connection. To accommodate the above problem, we propose a prefetching scheme that using the association rules from the data mining technique. The data mining technique can provide some priority information such as the support, confidence, and association rules which can be utilized for prefetching continuous media. Thus, using the data mining technique, the proposed prefetching policy can predict user behaviors and evaluate segments that may be accessed in near future. The proposed prefetching scheme was implemented and tested on synthetic data to estimate its effectiveness. Performance experiments show that the proposed prefetching scheme is effective in improving the latency reduction, even for small cache sizes.     

基于实时多媒体流的预取算法研究

实时多媒体应用存在严格的时间限制。存储访问时延是影响系统性能的一个最关键问题,针对实时多媒体数据而言,基于传统数据的LRU及其改进算法上的的预取和置换策略已经不能满足实际QoS要求。该文针对实时多媒体流,建立终端环境下的实时媒体对象的任务路径树模型,并给出该模型下的媒体流的预取和置换算法MO-VFT。实验模拟结果表明,所提出的模型合理,算法负载小,性能提高达20～35%。