基于服务体/执行流模型的MiniOSEK操作系统

为解决现有OSEK操作系统实时性不高、效率低等问题,提出了一种新的OSEK操作系统——MiniOSEK。MiniOSEK是建立在服务体／执行流模型的基础上,并符合OSEK／VDX标准规范的嵌入式操作系统。其设计思想是将消息驱动的思想引入到传统OSEK操作系统中,即当一个任务调用OSEK操作系统规范规定的应用程序编程接口（API）函数时,只需要向该接口函数发送一个消息。这样可以减少上下文切换所需的时间,提高嵌入式系统的实时性。     

服务体执行流模型中消息通信的时间可预测性分析

Minicore是基于服务体执行流模型的新型微内核,它有效的将操作系统中的存储模型和运行模型相分离.微内核的高度模块化的设计使Minicore对服务体(Minicore的基本单元)间的消息通信的依赖度极高.于是对于Minicore操作系统的时间可预测性分析也无可避免的依赖于通信模块的时间可预测性.本文的工作即是通过计算Minicore通信模块的WCET,分析消息通信的时间可预测性,为未来实现时间可预测的通信机制并分析Minicore的时间可预测性提供基础.对通信模块的WCET分析计算采用静态WCET分析中的基于路径的算法,应用到Minicore系统的通信模块,包括四个阶段:提取目标代码片段,程序控制流分析,处理器特征分析和WCET计算.基于WCET计算结果本文定义配置相关的时间可预测性(CIPr)作为评估消息通信时间可预测性的指标.     

基于服务体/执行流模型的MiniCore系统的容错设计

空间环境中的计算机系统要求高可靠性.针对存储受限的空间嵌入式实时系统,从内存可靠性和任务容错调度两个角度出发,提出了一种两级容错设计方案.该方案由系统级的周期性内存检错纠错机制和任务级的一种改进的主/副版本容错调度机制组成.方案的实验验证在一款基于服务体/执行流模型(SEFM)设计的嵌入式操作系统MiniCore中进行.加入两级容错机制后,内存数据准确性得到保证,MiniCore内核代码空间增加了约33%,时间性能指标略微下降,任务的执行成功率和调度质量显著增加.     

基于服务体模型的安全操作系统中的通信与安全控制

在介绍基于执行流／服务体的操作系统模型的基础上，重点讨论了基于该模型的安全操作系统中的通信机制及其安全控制．分析了通信可能受到的威胁，并给出了相应的对抗方法．从而简便有效的保证了操作系统的安全性．     

服务体模型与操作系统内核设计技术

操作系统内核通常分为宏内核和微内核两类,前者可扩展性与可维护性很差,而后者效率低下,缺乏实用性服务体模型是一种新型的操作系统构造模型,该模型使其存储抽象与运行抽象相分离,并采用一种新的基于消息推动的通信机制,既保持了微内核模型灵活和可扩展性,又具有很高的运行效率．MiniCore是基于服务体模型的一个原型操作系统,通过将该操作系统应用于路由器硬件实验平台,以实例说明了所提出操作系统构造模型的优越性．     

图形处理器的流执行模型

图形处理器极高的流计算能力使其成为实现实时流应用的有效方案。该文抽象出图形处理器的流执行模型,描述图形处理器流处理机制的执行过程,在图形处理器上实现了二维离散余弦变换。实验结果表明,图形处理器对标清格式的视频压缩编码效率可达70 fps。     

基于随机流模型的校园网格存储服务分析

校园网格存储服务是汇聚校园高性能计算中心、各个院系或研究所的服务器以及单个PC机贡献的存储资源,建立三级存储架构,为用户提供数据存储的注册、分配、调度、释放服务。由于节点的动态性,导致所提供的存储空间总数动态变化,为研究存储服务性能,采用随机流模型进行分析。它是一种宏观上对高速网络进行有效分析的模型,是基于排队论模型分析的一种替代方法。通过该模型分析校园网格存储服务性能,得出节点请求分配概率随节点数目变化的关系。     

基于CORBA消息服务的容错机制研究

CORBA逐渐成为面向对象分布式应用中间件的主要标准，但是CORBA当前没有为容错提供相应的机制，该文在比较各种容错方法的基础上，讨论了一种基于异步消息服务回调和查询模型的容错方法，该方法使服务对象的副本可以并行地处理客户请求，提高了容错的性能，该方法具有对服务对象透明，可以满足用户不同容错要求等特点，文中还给出了这种方法在为遗留应用增加容错能力时的应用实例。     

T-Minicore嵌入式时间可预测操作系统的设计与实现

目前学术界对时间可预测性尚无统一定义,而时间可预测系统研究也主要集中在体系结构层和编程语言层。根据目前认可度较高的时间可预测性定义,提出对时间可预测性系统进行粒度划分,并基于执行流服务体操作系统模型提出满足LET模型的服务粒度时间可预测操作系统T-Minicore。之后通过理论分析证明了改进的通信方式具有时间可预测性,最后通过实验证明运行在该操作系统上的应用具有时间可预测性特性。     

基于消息通信的多智能体系统的应用

在基于多智能体的分布式实时仿真系统中,如何实现各Agent之间的通信与协调是一个核心问题。采用触发器消息传送方式为多智能体系统中的Agent建立了高效的通信机制,并通过分析机场地面交通中面临的问题构建了多智能体系统模型。实现了基于触发器消息通信机制的多智能体系统在机场地面交通仿真中的应用。     

一种基于组件的aspect-oriented编程框架

面向方面的编程(AOP:aspect-oriented programming)是一种新的编程技术.它引进了aspect,将影响多个模块的行为封装到一个可重用模块中,允许程序员对横切(crosscutting concerns)进行模块化,从而消除了面向对象编程(OOP:object-oriented programming)引起的代码混乱和分散问题.本文讨论了在服务体模型上实现的一种aspect-oriented编程框架.这个编程框架使用aspect组件,定义了对OOP语言的扩展,可方便将模块化的aspect代码扩展到源程序中,解决了OOP模型在这方面的不足.     

Minicore3.0操作系统上的Linux二进制兼容运行环境

首先介绍基于服务体/执行流模型的操作系统Minicore的基本特征,进而详细讨论了如何利用内核态功能实现二进制Linux应用代码的高效兼容运行方法,以及Minicore中Linux运行环境服务体设计的关键技术和解决方案,并给出了实验测试数据以说明所提出技术的有效性.     

一种基于定制高性能互连的对象存储系统

基于高性能互连实现对象存储系统已经成为构建高性能计算机可扩展I/O系统的发展趋势。我们设计并实现了一种定制的高带宽、低延迟的高性能互连芯片HSNI,它提供了很好的通信性能,可用于构建对象存储系统。本文对HSNI的硬件体系结构、软件结构及其通信机制进行了介绍,并基于HSNI构建了高性能的对象存储系统。性能测试结果表明,HSNI芯片带宽高、延迟低,非常适合构建大规模对象存储系统,该存储系统能够很好地发挥Lustre系统的性能,并具有很好的可扩展性,能够很好地满足面向高性能计算的I/O系统需求。     

基于无干扰模型的操作系统结构化研究

操作系统结构化是目前安全领域的一大难题。以无干扰模型为基础,提出了一种基于分层隔离的进程环境安全模型,给出了进程环境安全的定义和条件。然后对系统结构化要求进行了形式化的描述,并证明通过提出的结构化方法可以获得安全的进程环境。最后结合经典无干扰理论,将本模型由进程环境扩展为适用于整个系统安全的模型。     

基于操作系统容器虚拟化技术的JBS模型的研究

本文提出一种基于操作系统容器虚拟化技术的日志备份系统（Journaling Backup System,JBS）模型,该模型可用于软件审查,入侵检测,分析和系统恢复等方面。JBS模型主要的功能为监测软件交互过程并生成事务日志和对系统资源进行隔离。本文基于Linux-Vserver平台实现虚拟化容器技术,支持不同硬件平台,经过一系列系统调用测试,基于JBS模型的虚拟化容器所产生的系统调用数量远低本地系统,实验证明本文提出的JBS模型,降低了需要被监测系统调用的数量,提高系统监测性能。