一种实时Java处理器''''区域''''内存实现模型

Java实时规范（RTSJ）提出的‘区域’内存（Scoped Memory）既避免了垃圾回收对系统实时性的影响，又能充分利用内存空间，引起了众多研究人员的重视．本文讨论了‘区域’内存的实现及影响最坏情况下执行时间（WCET）的因素，并提出一种针对嵌入式实时Java处理器的‘区域’内存实现模型．该模型中非实时处理在字节码被执行之前完成，消除了运行时管理‘区域’内存对WCET的影响，在简化处理器实现的同时保证了运行时WCET的可预测性．     

一种用于硬Java实时平台的非堆内存模型

针对Java实时规范中的非堆内存抽象,讨论实现中的不确定因素以及运行时不可预测的时间特性,提出并实现了一种用于硬Java实时平台的非堆内存模型.模型基于硬Java实时平台预处理机制的支持,采用一种基于静态约束的安全访问检查算法,将运行时单亲规则及赋值规则检查等影响系统实时性的操作在运行前完成,保证了运行时的可预测.同时,针对当前关于静态分析方法研究中多不支持作用域多线程共享的现状,模型在不改变实时Java句法及编程模式的前提下,保留了对作用域多线程共享的支持.     

JAVA虚拟机中的内存管理技术

从一般运行时系统的内存管理着手,着重讨论Java虚拟机中的内存管理技术,并结合一个实例的分析使读者对这种技术有一个更生动的认识。     

利用扩展内存实现实时数据采集

本文讨论了ＰＣ系列机的扩展存储器管理方法。基于扩展内存管理程序ＥＭＭ３８６，ＥＸＥ，编制了使用扩展内存的通用汇编语言函数集，并提供了与ＴｕｒｂｏＣ语言的接口。并以某飞行模拟转台控制系统中的实时数据采集为例，给出了使用扩展内存时的混合语言编程方法。     

面向大数据处理框架的JVM优化技术综述

当前,以Hadoop、Spark为代表的大数据处理框架,已经在学术界和工业界被广泛应用于大规模数据的处理和分析.这些大数据处理框架采用分布式架构,使用Java、Scala等面向对象语言编写,在集群节点上以Java虚拟机(JVM)为运行时环境执行计算任务,因此依赖JVM的自动内存管理机制来分配和回收数据对象.然而,当前的JVM并不是针对大数据处理框架的计算特征设计的,在实际运行大数据应用时经常出现垃圾回收(GC)时间长、数据对象序列化和反序列化开销大等问题.在一些大数据场景下, JVM的垃圾回收耗时甚至超过应用整体运行时间的50%,已经成为大数据处理框架的性能瓶颈和优化热点.对近年来相关领域的研究成果进行了系统性综述:(1)总结了大数据应用在JVM中运行时性能下降的原因;(2)总结了现有面向大数据处理框架的JVM优化技术,对相关优化技术进行了层次划分,并分析比较了各种方法的优化效果、适用范围、使用负担等优缺点;(3)探讨了JVM未来的优化方向,有助于进一步提升大数据处理框架的性能.     

Perl后端到JVM的移植

描述了Perl解释器的框架,介绍其后端虚拟机（Perl VM)的工作机理,给出了PVM所用到的栈,数据类型以及操作码函数（PP Code)在Java中的设计和实现,并陈述了在此移植中的几个关键问题及其解决方法。     

一种用于硬实时Java处理器的类转换器设计及实现

通过分析Class文件处理过程及其中影响实时性的操作，提出一种用于硬实时Java处理器的类转换器，它读取标准Class文件，处理并生成适合Java处理器直接执行的内存映像文件．由于装载、连接过程中大量操作（如符号引用的解析）都由类转换器提前处理完毕，使得Java处理器操作大为简化．同时，由于所有影响Java处理器实时性的操作也由类转换器提前处理，Java处理器最坏情况执行时间（Worst Case Execution Time）完全可预测．     

JVM优点与缺点的深入分析

Java虚拟机是Java程序必不可少的运行环境,并且是Java语言实现跨平台的基础。本文以Java虚拟机的发展历程和使用情况为角度,讨论了Java虚拟机的优点和缺点。     

实时内存数据库的并发控制模型

通过分析实时内存数据库的特点,提出了一种新的、避免连串夭折的两段式封锁并发控制协议:ACA 2PL-OS,并从性能上将它和现有的具有优先级的两段式封锁协议2PL-HP进行了比较分析。     

基于Xen虚拟机的内存资源实时监控与按需调整

在虚拟计算环境中,难以实时地监控与分配内存资源。针对以上问题,基于Xen虚拟计算环境,提出一种能够实时监控Xen虚拟机内存(VMM)使用情况的XMMC方法并进行了实现。所提方法运用Xen虚拟机提供的超级调用,其不仅能实时地监控虚拟机内存使用情况,而且能实时动态按需分配虚拟机内存。实验结果表明,XMMC方法对虚拟机应用程序造成的性能损失很小,低于5%;能够对客户虚拟机的内存资源占用情况进行实时的监测与按需调整,为多虚拟机的管理提供方便。     

存储模型仿真器的设计与实现

存储一致性问题和高速缓存一致性问题是共享存储并行计算机中两个最关键的问题,通过仿真器对它们进行了量化研究,设计并实现了一个存储模型仿真器MMS．基于MMS仿真了不同并行机结构模型下多种存储一致性模型的行为;针对不同类型的计算问题比较了不同的存储一致性模型,并对实验结果进行了分析;实现了几个不同的高速缓存一致性协议,并比较了它们的性能．     

MIPS内存管理单元的设计与实现

设计MIPS32 4kc处理器内存管理单元(MMU),该模块对处理器地址进行合法性检查,并按照不同的地址空间对虚拟地址进行静态或动态映射。在硬件上采用三级流水线方式实现JTLB,并为处理器指令端口和数据端口设计相应的快表以提高TLB的查询速度。MMU与总线接口模块的时序采用简化的AMBA协议,与处理器进行联合调试并运行Linux操作系统,同时在功能上通过FPGA验证。该模块经过DC综合后,面积约为32K等效逻辑门。     

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。     

家居物联实时终端设计与实现

物联网已成为当今各国重点科技发展战略。家居物联网因与人类生活密切相关,具有广阔的市场空间,在业界引起了广泛关注和积极研究。立足于实际家居物联网需求,特别考虑到实时性能和成本因素,设计了一套针对家居物联网的终端系统。该系统采用eCos(嵌入式可配置操作系统)作为嵌入式操作系统,开展了系统移植和驱动移植工作,利用eCos的实时功能设计来满足终端的实时性需求,以其开源性节约成本,为家居物联终端普及提供条件。此外结合家居物联网结构特点,通过在eCos系统上移植OLSR路由协议来实现家居网络的路由,增强网络的鲁棒性,为家居物联网的实时传输应用提供了良好支撑。总体看来,该家居物联终端具有优异的系统实时性和较高的经济适用性。     

面向可重构控制器实时中间件的设计与实现

可重构控制器的出现要求系统软件模块不但要满足性能和精度要求,还应具有模块化、可集成、可重用等特性.如果将实时中间件引入到控制器的设计中,由中间件管理模块间的交互,可实现控制器的可重构.建立基于RTLinux和实时CORBA的实时中间件平台,需要将CORBA引入RTLinux实时内核空间.该文给出了RTLinux实时内核中的实时CORBA和minimum CORBA实现RTCK的设计,并基于RTLinux MBuff共享内存驱动和实时FIFO设计和实现了GIOP通信协议,最后给出了RTCK与TAO的延迟抖动测试结果并做了相关的分析.     

一种面向实时数据库存储引擎的设计与实现

卫星地面设备监控中,需研究实时数据库技术来管理大量的分布式环境下的实时数据.为此文章设计了一种实时数据存储引擎.该引擎借助内存文件映射机制实现内存表,以LRU算法和页面缓冲池实现了磁盘表,通过位图方法管理数据库表的文件空间,以影子页面法实现了事务的提交与回滚,并设计了数据库表的逻辑结构.通过使内存表和磁盘表结构保持一致,确保了数据库运行时内存表和磁盘表的灵活转换,影子页面法确保了数据库具有实时的故障恢复速度.结果表明,该引擎适用于存储卫星地面设备监控中的大量实时数据.     

基于信任的云计算身份管理模型设计与实现

随着云计算的发展,身份管理问题已经引起业界高度关注。基于群签名的身份认证机制保证了云服务提供者不能通过外包的数据回溯用户的身份信息,并广泛应用于云计算环境的身份管理中,但它无法阻止恶意用户对云服务的非法访问。针对此不足,改进了现有的身份管理模型,将信任管理与群签名机制相结合,设计了基于信任的身份管理模型。本模型首先计算用户信任度并将其作为群签名分组的依据,再利用群签名机制实现用户认证,在应用中既能保证用户隐私,又能帮助云计算提供者保护资源。实验结果表明,本模型能有效识别恶意用户,帮助云服务提供者阻止恶意用户对资源的访问。     

Real-Time SQL的设计与实现

实时数据库的结构化查询语言RTSQL(Real-TimeSQL)是实时数据库研究的一项重要内容。论文详细论述了RTSQL的一种设计方法,即扩展SQL92标准以支持实时数据库的要求,构建RTSQL语言的方法。文章还介绍了RTSQL在Agilor实时数据库系统中的实现方式。在文章最后给出了RTSQL进一步研究的思路和建议。     

实时ORBUS系统的设计和实现

实时CORBA系统必须能够保证CORBA调用的端到端执行时间可预测性．分析了实时CORBA系统中影响调用时间确定性的因素，介绍了RTORBUS这一实时CORBA原型系统的实现结构，阐述了设计思想和依据，并给出了关键数据结构．通过与其他通用CORBA系统的比较和性能测试，表明RTORBUS系统可以有效地减少优先级倒置，提高CORBA系统的执行时间确定性和可预测性．