组合盘节能缓存替换机制

利用组合盘(由固态盘和硬盘构成)进行节能是近年来的一个研究热点.对基于文件粒度的组合盘节能缓存机制开展了研究,利用能量代价模型改编FBR,提出了基于频率和能量的替换算法FEBR;同时,基于滑动窗口机制提出了考虑硬盘寿命的自适应磁盘电源管理机制;为探索现有缓存算法在新硬件结构上的适用性,对过去提出的一系列缓存替换算法在能效、性能、硬盘寿命影响等方面进行了较为全面的比较和评价.通过对收集的4个真实用例数据进行一系列比较实验,得到了如下结论：组合盘节能是可行的,可达70%～80%节能效果;联机替换算法FEBR,FBR以及GDS在所有评价的算法中具有总体最优效果,FEBR略优于FBR和GDS,能耗代价模型可以用于指导算法;所提自适应磁盘管理机制能够较好控制硬盘寿命.     

基于预测的Web缓存替换策略

为提高Web缓存性能，在缓存替换算法的基础上加入预测机制，提出了基于预测的Web替换策略P-Re。预测算法采用PPM上下文模型，当缓存空间不够用来存放新的对象时，P-Re选择键值较小且未被预测到的对象进行替换。实验表明，基于预测的Web缓存替换算法P-Re相对于传统替换算法而言具有较高的命中率和字节命中率。     

基于序列模式的Servlet容器缓存替换

Servlet缓存能够有效地提高Servlet容器的吞吐量,缩短用户请求的响应时间.然而,Servlet缓存的性能受到缓存替换算法的影响.Servlet容器中的Servlet对应着一定的业务功能,挖掘Servlet之间的业务关联来指导缓存替换算法的设计可以提高Servlet缓存的命中率,进而提高Servlet容器的性能.然而,目前常见的LRU(least recently used),LFU(least frequently used),GDSF(greedy dual size frequency)等缓存替换算法均没有考虑上述问题.将Servlet对应的业务关联定义为Servlet容器序列模式,并提出k步可缓存转移概率图的概念加以表示,给出了序列模式发现算法KCTPG_Discovery.最后,基于Servlet容器序列模式设计了缓存替换算法KP-LRU(k-steps prediction least recently used)和KP-GDSF(k-steps prediction least frequently used).实验结果表明,KP-LRU与KP-GDSF算法比对应的LRU算法和GDSF算法具有更高的缓存命中率,有效地提高了Servlet容器的性能.     

Web缓存层次模型与代价分析

Web缓存分层结构在避免单点失效、提高缓存性能方面具有重要作用.论文研究了Web缓存层次模型,提出请求分发的三种模式,并利用代价函数分析探讨了缓存模型性能.根据Web访问共同特征,实验采用数学建模方法生成模拟日志,模拟不同层采用不同替换算法(LRU、LFU、GDS)时的缓存性能.结果表明,模拟日志的高频区、低频区流行度访问特征分别服从齐普夫第一定律、第二定律,具有真实日志的特性,能够模拟用户请求评价Web缓存层次模型性能;当低层代理缓存采用LFU或LRU替换算法,高层代理缓存采用GDS替换算法时,两层缓存模型在命中率、字节命中率方面有较好的性能表现.     

代理缓存一致性策略和替换策略的研究

针对代理缓存的一致性策略和替换策略还没有很好地结合起来,从而影响了代理缓存系统的整体性能的现状,分别探讨了基于Internet的代理缓存一致性策略和替换策略的处理流程、性能评价指标和研究现状,进而给出将这两种策略结合起来的一致性一替换算法的处理流程,并提出陈旧命中比是其主要性能评价指标,能很好地衡量代理缓存的各种算法的优劣和代理缓存系统的整体性能。     

基于 Redis 的水务云系统缓存替换策略设计

水务云系统在海量数据高并发访问情况下存在Web服务性能急剧降低的问题,对此,设计一种基于Redis的水务云系统数据库缓存方案,对影响数据库缓存效率的关键因素进行分析、提取和量化计算,将水务数据类型、用户对数据对象的兴趣度及用户访问行为等因素与缓存数据替换过程结合,对现有GDSF缓存替换算法加以改进,并结合实际的水务云系统数据集实现该缓存方案和仿真实验。实验结果表明,基于Redis的水务云系统数据库缓存方案可以有效改善水务云系统的服务性能,也可为类似水利数据管理平台建设提供有益的借鉴。     

基于Web访问特性的自适应一致性替换策略的设计与实现

为了进一步提升内容分发网络中代理缓存的整体性能,将一致性策略有机的融入到替换策略中,本文提出一种高效的自适应代理缓存一致性替换算法ACRA。本算法中的一致性策略采用了自适应TTL机制,替换策略是在分析了Web轨迹的基础上,找出用户访问Web内容的访问特性：访问再次发生的概率和访问内容大小的分布情况,并以此建立相应代价公式,作为替换标准中计算缓存内容价值的要素。通过Trace-Driven摸拟实验,表明了ACRA在命中陈旧比上优于传统的几个替换算法。     

一种有效的异构盘高能效缓存机制

固态盘具有低功耗、高性能、耐冲击等优势,硬盘具有高容量、低价格等优势.通过改进文件系统的结构,把固态盘和硬盘结合起来,固态盘作为硬盘的大容量缓存,组成一个我们称之为异构盘的异构系统,其性能接近于固态盘,价格却接近于硬盘.同时,在硬盘有足够空闲时长时,使之关闭以减少能耗.针对大容量缓存,我们采用了合适的树形搜索结构,提出...     

基于Web访问特性的缓存替换策略

在分析Web轨迹的基础上,找出用户访问Web内容的访问特性:访问再次到达的概率和访问内容大小分布,并建立相应的代价公式,利用这些代价作为计算Web内容价值的要素.根据这些特性判断用户访问内容被再次访问的可能性,提出内容分发网络缓存替换策略.最后通过数值仿真计算与现有替换策略进行比较,说明了该替换策略的优越性.     

ELSS:一种降低数据Cache体转换能量的替换策略

随着工艺尺寸的缩小以及频率的增加,漏流能量将成为未来微处理器能量消耗的主要来源。其中,片上Cache存储结构将是整个处理器能量消耗的重要组成部分。为了降低漏流能量,组相联数据Cache中采用了分体的结构,通过使用位线隔离技术将那些未被访问的Cache存储体的位线进行隔离,使之进入低能耗状态。本文提出一种新的数据Cache替换策略——ELSS。该策略充分考虑到访问数据Cache的地址具有较好的空间局部性,特别增加了对数据地址序列中的跨步访问模式的识别,用于指导Cache块的替换。通过将符合顺序模式与跨步模式的数据块尽量放在同一个存储体中,可以减少存储体的转换次数。实验表明,使用ELSS替换策略可以进一步减少位线隔离数据Cache使用LRU策略时9%的体转换次数,多节省8%的数据Cache能量消耗,而对性能的影响比使用LRU策略时小。     

En-Route Transcoding缓存的优化放置和替换

对en-route transcoding缓存中的缓存路由和协同放置及替换问题进行了研究.提出了CCRA(cost-aware cache routing algorithm)缓存路由算法,能以可控的探测开销来发现潜在的、具有最小访问开销的缓存对象.在此基础上,建立了en-route transcoding缓存的分析模型,将缓存放置和替换问题形式化为一个最优化问题,并利用一种基于动态规划的方法来求解最佳缓存放置策略.仿真结果表明,与已有的元算法放置策略相比,该协同放置和替换策略可以获得更好的CSR性能.     

基于修正LRU的压缩Cache替换策略

以优化压缩cache的替换策略为目标,提出一种优化的基于修正LRU的压缩cache替换策略MLRU-C。MLRU-C策略能利用压缩cache中额外的tag资源,形成影子tag机制来探测并修正LRU替换策略的错误替换决策,从而优化压缩cache替换策略的性能。实验结果表明,与传统LRU替换策略相比,MLRU-C平均能降低L2压缩cache失效率12.3%。     

语义缓存的最小权值项LWI替换策略

在客户-服务器数据库系统中，语义缓存是基于客户查询语义相关建立的一种客户缓存．语义缓存的内容由以往查询的结果以及相应的描述构成．针对语义缓存的特征，提出语义缓存下最小权值项LWI(1east weight itern)替换策略．该策略由缓存项投影属性的访问频率和缓存项与查询的条件匹配情况，结合数据访问的时间局部性考虑决定缓存项的权值，替换最小权值项．通过性能分析实验，在语义缓存中，基于LWI替换策略的系统性能要优于基于传统LRU和LFU替换策略的系统性能.     

一种基于重用距离预测与流检测的高速缓存替换算法

传统的缓存替换算法由于不能适应应用程序的流式访问行为而导致缓存性能不佳.设计基于周期检测的预测方法,分析程序访存重用距离的规律性和流式访问的复杂性,提出用重用距离预测能同时适应简单流和复杂流访问模式的RDP算法.RDP的基本思想是预测重用距离并动态维护重用距离计数,动态调整缓存数据的替换顺序,通过流采样缩减存储开销.实验结果表明,RDP算法能够很好地适应程序中多样化的流访问模式,其总体性能优于LRU算法和DIP算法,在32MB缓存上比传统LRU算法平均减少了27.5%的缓存缺失.     

网络存储系统中低开销高性能的第二级缓存替换算法的研究

针对网络存储访问特性所带来的第二级缓存性能降低的问题,提出了一种高性能的第二级缓存替换算法。本算法采用顺序页面检测机制,能根据缓存页面顺序程度的不同做出替换选择,以减少缓存失效引起随机访问磁盘的次数,避免不必要的磁头寻道和旋转开销,从而改善整个存储系统的性能。实验结果表明,在多种缓存大小下,本文算法能显著降低有效响应时间,使网络存储系统达到更优的性能。     

基于低能耗与高缓存命中并存的缓存替换算法

近年来无线传感器被广泛地利用在各个领域,与之相关的优化节能研究也层出不穷.作为信息共享、分发关键技术的缓存技术节能研究成为了研究热点之一.从缓存替换算法的角度对缓存技术节能进行研究,先对已有的缓存替换算法进行比较分析,在继承二分法思想以及无线传感器网络中缓存替换策略的研究思想的基础上,整合基于低能耗和高缓存命中的两种替换算法,构建出兼顾低能耗和高缓存命中双目标的缓存替换算法.最后通过仿真验证该算法在平均延迟时间、能量消耗以及缓存命中三个方面均有不同程度的提升.     

一种面向固态硬盘的Cache置换算法

固体硬盘的出现改变了现有存储子系统的框架,也逐渐成为了嵌入式应用的主流存储设备.但是其自身的写机制由于需要先擦后写,成为了影响SSD性能的瓶颈.针对此问题,出于减少写操作次数这一思路提出了LRU-AB算法,力图在基于Cache数据的访问频度上改进SSD置换算法.同时对现有算法进行了分析.