开源RTOS内存管理机制分析和改进

针对开源RTOS(FreeRTOS)内存分配时间不确定及内存利用率低、不能很好支持动态内存分配等不足,研究FreeRTOS的内存管理机制并比较几种典型动态内存管理算法的优缺点。移植修改过的TLSF算法对管理机制进行改进,较小的内存分成固定大小的内存块,用一级位图索引组织,较大的内存用二级间隔表组织。实验结果表明该方法能较好地提高内存分配速度和利用率。     

基于预测原理的嵌入式内存分配算法设计

针对嵌入式系统中内存管理存在的实时性与碎片率较大等问题,分别从时间和空间角度对其进行分析,采用基于预测分配和合并分配原理的预测合并分配机制.从时间上,利用预测线程预测下一次申请内存的大小,提前分配以减少系统等待内存创建的时间;将2次申请的内存块合并成一大块,以大块为申请单位申请内存块,以降低内存块被多次分割导致的内部碎片.μC/OS-Ⅱ平台对比实验结果表明,改进后的预测合并内存分配算法能有效从时间和内存碎片率方面提高系统的整体性能.     

一种适用嵌入式系统的自适应动态内存管理方案

实时性、可靠性、高效性的要求,使得许多嵌入式应用使用自己的内存管理方案。任何内存碎片的产生无疑都是对大块内存频繁分割造成的,适当减少对大块内存的分割,就会减少内存碎片的产生,但在减少分割内存块的同时又如何才能满足系统对内存的需求呢?文中在对当今最常用的两种内存分配算法分析的基础上提出一种新的适用于嵌入式系统的内存管理算法——自适应动态内存分配算法,重点就如何减少内存碎片,提高内存利用率,提出了新的构想与实现。望其成为嵌入式系统中内存管理算法的模板。     

一种适用嵌入式系统的自适应动态内存管理方案

实时性、可靠性、高效性的要求，使得许多嵌入式应用使用自己的内存管理方案。任何内存碎片的产生无疑都是对大块内存频繁分割造成的，适当减少对大块内存的分割，就会减少内存碎片的产生，但在减少分割内存块的同时又如何才能满足系统对内存的需求呢？文中在对当今最常用的两种内存分配算法分析的基础上提出一种新的适用于嵌入式系统的内存管理算法——自适应动态内存分配算法，重点就如何减少内存碎片，提高内存利用率，提出了新的构想与实现。望其成为嵌入式系统中内存管理算法的模板。     

一种高效的池式内存管理器的设计

为了解决程序设计中内存频繁的分配和释放所带来的性能瓶颈,在分析传统的池式内存管理机制的基础上,提出了若干算法改进。测试结果分析表明,该方法实现了内存的快速分配和释放,有效地解决了内存碎片和内存泄露检查等问题,提高了动态内存管理效率。     

内存管理机制的高效实现研究

为了高效地管理内存,防止内存泄漏、越界访问等问题的出现,在分析传统动态内存管理机制的基础上,提出了一种基于Windows虚拟内存管理的高效动态内存管理机制.通过创建内存管理器来维护虚拟地址空间和处理内存申请和释放请求,改进了传统动态内存分配与回收算法,并在VC++6.0开发平台上实现了该动态内存管理机制.测试结果分析表明,该方法有效降低了申请与释放内存的时间耗费,减少了内存碎片的产生,提高了动态内存管理效率.     

实时操作系统SACOS的内存管理

研究了实时操作系统的内存管理,总结了静态内存分配和动态内存分配的优缺点。介绍了实时操作系统SACOS的特点、体系结构和目标机系统的内存映射。描述了SACOS的动态内存管理,并给出了实现SACOS动态内存管理的基础-堆的分配与回收的详细过程。SACOS的动态内存管理方法可以有效地减少内存管理开销和内存碎片,提高内存的利用率。     

基于C++自定义内存分配器的实现

一些需要长时间可靠运行的特殊系统,在进行频繁的内存分配和释放操作的过程中,容易产生内存碎片,影响内存分配的速度,降低内存利用率,导致系统运行越来越慢.虽然,静态分配内存的方案可以解决部分问题,但容易造成内存空间的浪费.一个简单的自定义内存分配器,实现了在提高内存使用率的同时,还能减少内存碎片的产生.     

嵌入式操作系统MQX内存管理机制分析与改进

针对嵌入式实时操作系统MQX(Message Queue e Xecutive)中内存管理不够灵活等问题,提出一种基于哈希索引表和最先匹配策略相结合的自适应内存管理算法,针对不同大小的内存采用不同的内存管理策略。对于小块内存采用哈希索引表组织,实现内存分区池的常数级定位,并且通过双向链表将分区池紧密联系提高内存申请的鲁棒性;对于大块内存采用最先适应策略,减少内部碎片的产生,提高内存的利用率。实验结果表明,改进后的算法在保证MQX原有内存管理算法较高实时性的同时,提高了内存申请的命中率以及内存管理的可靠性。     

一种新的面向对象程序的内存管理器

设计并实现一种新的面向对象程序的内存管理器。使用混合数据结构分别处理小对象、中等对象和大对象,减少内存碎片。通过分布适合和位图适合算法,降低内存分配和释放的时间复杂度。采用边界标识技术加快相邻空闲块的合并,利用缓存技术和程序局部性原理提高内存请求的响应速度。实验结果表明,该管理器具有较快的响应速度以及较高的内存使用率。     

一种面向无线传感器网络节点的软件更新技术

针对无线传感器网络节点资源受限、网络维护与软件更新困难的特点,以Contiki操作系统为开发平台,设计了一种可以满足无线传感器网络特点和应用的节点软件更新方法。通过连续分配和基于重定位信息的内存移动,设计了一种高利用率的内存使用策略;基于黑板模型的管理方法,实现了服务模块注册、更新和卸载的生命周期管理。实验结果显示：更新模块的大小与更新时间分别减小15％和13％,整个系统设计显著提高了传感器节点的能量和内存效率,延长了节点寿命。     

一种共享主存二维SIMD结构资源分配算法的改进与实现

共享主存二维SIMD结构已经广泛应用于多媒体处理加速部件,其数据并行性可以大大提高处理器的运算能力。目前,已有一些针对共享主存二维SIMD结构编译优化方面的研究,这些编译优化技术能有效地提高各种多媒体应用程序的加速比。但是,分析可知,这些优化方法的平均资源利用率只有约50％。本文基于对多媒体应用程序在共享主存二维 维SIMD结构上的执行过程分析,根据原有算法并适当修改经典图着色寄存器分配算法,提出了一种改进的资源分的目的。实验结果说明,该算法的改进对于大部分多媒体应用程序的性能有显著的提高。     

Mbalancer:虚拟机内存资源动态预测与调配

在现代数据中心,虚拟化技术在资源管理、服务器整合、提高资源利用率等方面发挥了巨大的作用,已成为云计算架构中关键的抽象层次和重要的支撑性技术。在虚拟化环境中,如果要保证高资源利用率和系统性能,必须有一个高效的内存管理方法,使得虚拟机的物理内存大小能够满足应用程序不断变化的内存需求。因此,如何在单机以及数据中心内进行内存资源的动态调控,就成为了一个关键性问题。实现了一个低开销、高精确度的内存工作集跟踪机制,进而进行相应的本地或者全局的内存调控。采用了多种动态内存调控技术：气球技术能够在单机内有效地为各个虚拟机动态调节内存;远程缓存技术可在物理机之间进行内存调度;虚拟机迁移可将虚拟机负载在多个物理主机间进行均衡。深入分析了以上各种方案的优缺点,并根据内存超载的情况有针对性地设计了相应的调控策略,实验数据表明：所提出的预测式的内存资源管理方法能够对内存资源进行在线监控和动态调配,并有效地提高了数据中心的内存资源利用率,降低了数据中心能耗。     

基于拍卖的虚拟机动态供应和分配算法

当前云计算供应商通过定价算法或类似拍卖的算法来分配他们的虚拟机（VM）实例。然而,这些算法大多要求虚拟机静态供应,无法准确预测用户需求,导致资源未得到充分利用。为此,提出了一种基于组合拍卖的虚拟机动态供应和分配算法,在做出虚拟机供应决策时考虑用户对虚拟机的需求。该算法将可用的计算资源看成是“流体”资源,且这些资源根据用户请求可分为不同数量、不同类型的虚拟机实例。然后可根据用户的估价决定分配策略,直到所有资源分配完毕。基于Parallel Workload Archive（并行工作负载存档）的真实工作负载数据进行了仿真实验,结果表明该方法可保证为云供应商带来更高收入,提高资源利用率。     

基于多媒体技术的认知功能评估系统之研究

基于多媒体技术,结合MSP430,设计了一款交互式的认知功能评估系统,该系统主要由MSP430微控制器、电磁感应模块、3轴传感器、LCD和无线通信模块组成。开发了包括命名、记忆、注意、抽象、定向、执行的6类游戏来评估大脑认知功能。实验中使用科技接受模型对系统进行评估（满分为7分,从“非常不同意”到“非常同意”分数依次增加）,其中使用意愿得分6.52分、娱乐性得分6.45分。实验结果表明：正常老人和轻度认知障碍老人相比,游戏执行时间更短（平均相差27.26 s）、准确率更高（平均相差4.38%）、数字记忆广度更好（平均相差0.7分）。     

一种提高Linux内存管理实时性的设计方案

针对Linux系统在内存管理方面实时性支持不够的问题,设计一种提高Linux内存管理实时性的方案。从3个方面改进Linux系统内存管理的实时性,包括建立内存映射来减少用户态和内核态之间的模式转换,将内存锁定避免换页操作,改进系统原有的内存管理算法来消除内存操作的不确定性。改进后的内存管理算法基于分区管理和最佳适配的原理,时间复杂度为O(1)。实验结果表明,该方案可以提高Linux内存管理的时间性能,特别是在内存使用紧张的环境下效果更加明显,性能提高率可达49.5%,能够满足实时性的要求。     

内存数据库系统SwiftMMDB存储管理的设计与实现

该文在深入研究内存数据库系统存储管理技术的基础上,给出了自主开发的内存数据库系统SwiftMMDB存储管理模块的设计与实现方案,针对不同种类的应用背景,设计了两种数据库系统的运行结构以加快本地数据访问;分析并比较了三种内存空间分配方式,使SwiftMMDB能够根据不同应用场合的需求特点选用不同的底层内存分配方式;将哈希索引与T树索引相结合对查询进行优化,提高内存数据库的查询效率。     

Memory aware load balance strategy on a parallel branch‐and‐bound application

The latest trends in high performance computing systems show an increasing demand on the use of a large scale multicore system in an efficient way so that high compute‐intensive applications can be executed reasonably well. However, the exploitation of the degree of parallelism available at each multicore component can be limited by the poor utilization of the memory hierarchy. Actually, the multicore architecture introduces some distinct features that are already observed in shared memory and distributed environments. One example is that subsets of cores can share different subsets of memory. In order to achieve high performance, it is imperative that a careful allocation scheme of an application is carried out on the available cores, based on a scheduling specification that considers not only processors characteristics but also memory contention. This paper proposes a multicore cluster representation that captures relevant performance characteristics in multicores systems such as the influence of memory hierarchy and contention on application performance. Improved performance was achieved by a branch‐and‐bound application applied to the partitioning sets problem that incorporated a memory aware load balancing strategy based on the proposed multicore cluster representation. An in‐depth analysis on this application execution showed its applicability to modern systems. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

多线程内存数据库服务器设计

文章介绍了一个多线程内存数据库服务器（MTMDS）,由于采用多线程技术,克服了多进程体系结构资源消耗多、进程调度开销大、难以实现大容量共享存储等主要缺陷。文中详细阐述了采用“移动平均反馈”事务预测法（MMFP）的实时数据库引擎（RDE）、动态内存管理（DMM）、用户数据索引及并发控制。