嵌入式PCI网卡驱动程序的设计与优化

介绍了嵌入式VPN 网关ESG-1的基本情况,讨论了RTEMS的PCI网卡驱动程序的设计要点：采用服务线程进行网络中断处理;采用生产者－消费者模型对缓冲区进行管理;采用事件驱动机制实现了网卡驱动对多个相同网卡的支持。进一步讨论了驱动程序的内存拷贝优化问题和零拷贝技术。通过测试数据分析得出优化内存拷贝和使用零拷贝技术都能提高网卡驱动程序的性能。     

系统内存的监控与优化

内存的分配与管理是操作系统资源管理的重要任务之一。进入Windows时代,操作系统开始从内存分配与调度者的单一身份转变为内存的分配与消费者多重角色。 DOS时代4兆,8兆内存可以供操作系统,应用程序相安无事,另外再加上一个占用数兆内存的硬盘Cache程序有效地减少读写硬盘次数,提高系统运行效率。在Windows95出现以后,操作系统与应用软件争夺消耗内存资源的矛盾日益突出,迫使用户不得不升级内存。但是,无论用户购买使用何种档次的计算机,还是能够看到计算机在频繁地读写硬盘、交换文件,而且系统崩溃,程序异常中止,死机等故障频频发生,在这些故障中,有相当比例的问题是由于内存资源减少到临界值而引发的。内存监控与优化工具,试图通过对内存资源的监测,统计分析出系统当前所需内存资源,回收整理操作系统散失的内存碎片,动态地进行内存分配,从而避免因为可用内存消耗殆尽而引发的各种故障。     

基于Linux数据链路层MPI通信机制的设计与实现

针对MPI集群通信的特点,通过分析当前网络的通信结构和MPI的点到点通信模式,提出了一种基于数据链路层的集群通信机制,用以减少协议开销和内存拷贝次数,从而提高集群节点间的通信性能,并且通过实验验证了该机制的可行性。     

LNMS网络内存系统及性能优化技术

在Linux环境下设计并实现了一个两级服务结构的网络内存系统(LNMS)。LNMS较传统网络内存系统具有更好的可扩展性。对LNMS提出了两种性能优化技术：预取和主动内存技术。在预取优化方面,针对并发应用提出一种M-PPM算法。主动内存技术则发掘了内存服务器的计算能力。实验表明,两种优化技术可有效地提升网络内存系统的性能。     

国产SW26010-Pro处理器上3级BLAS函数众核并行优化

BLAS (basic linear algebra subprograms)是最基本、最重要的底层数学库之一.在一个标准的BLAS库中,BLAS 3级函数涵盖的矩阵-矩阵运算尤为重要,在许多大规模科学与工程计算应用中被广泛调用.另外, BLAS 3级属于计算密集型函数,对充分发挥处理器的计算性能有至关重要的作用.针对国产SW26010-Pro处理器研究BLAS 3级函数的众核并行优化技术.具体而言,根据SW26010-Pro的存储层次结构,设计多级分块算法,挖掘矩阵运算的并行性.在此基础上,基于远程内存访问(remote memory access, RMA)机制设计数据共享策略,提高从核间的数据传输效率.进一步地,采用三缓冲、参数调优等方法对算法进行全面优化,隐藏直接内存访问(direct memory access, DMA)访存开销和RMA通信开销.此外,利用SW26010-Pro的两条硬件流水线和若干向量化计算/访存指令,还对BLAS 3级函数的矩阵-矩阵乘法、矩阵方程组求解、矩阵转置操作等若干运算进行手工汇编优化,提高了函数的浮点计算效率.实验结果显示,所提出的并行优化技术...     

遗留系统并行架构的设计与实现

面向服务的体系架构(SOA)为遗留系统的再工程提供了解决方案,使得遗留系统可以支持分布式应用环境,但是由于技术的陈旧和架构的局限性,无法支持多线程、并行处理以及内存泄露等问题依旧在部分遗留系统中存在,极大地限制了它们的应用。为了解决这几个问题,通过深入分析研究Windows 通信基础(WCF)的通信机制,提出了一种并行架构,对WCF的基本架构进行了改造,即在默认的体系架构中添加一层服务控制器,用来在客户端和服务端之间传递消息和选择服务,很好地解决了这几个问题,并在某大型金融软件中得到了应用。     

网络缓存的零拷贝优化

数据的冗余拷贝是影响网络缓存软件性能的重要因素.本文详细分析了当前广泛使用的网络缓存程序Squid的数据拷贝流程,利用快速文件传输和数据流拼接两种策略在Linux平台上实现了squid的零拷贝优化.快速文件传输是将文件数据从文件系统内核缓存直接发送到远程主机,数据流拼接则是在网络协议栈内核缓存之间直接交换数据,二者都能够减少数据在内核空间和用户空间流动带来的冗余拷贝.实验证明,经过优化的Squid在主机CPU占用率和请求响应时间等方面的性能均有显著提高.     

控制网络ControlNet的参数优化

以罗克韦尔三层网络中的控制网为设计对象，对网络的一些主要参数作了介绍，通过具体的实验，分析了影响网络带宽利用率的因素，并提出了一些如何改善网络性能的见解。     

布谷鸟搜索算法优化BP神经网络的网络流量预测

为了提高预测精度,提出一种布谷鸟搜索算法优化BP神经网络的网络流量预测模型(Cuckoo Search BP neural network Flow Prediction,CS-BPNN)。根据混沌理论建立网络流量学习样本,采用BP神经网络对学习样本进行训练,将模型参数当一个鸟巢,通过模拟布谷鸟寻窝产卵的行为找到最优模型参数,最后采用网络流量数据进行仿真实验,测试模型性能。仿真实验表明:所提出模型较好的解决了BP神经参数优化问题,能够获得更加理想的网络流量预测结果。     

多线程向量处理器中向量数据存储结构的设计与实现

多线程和向量技术相结合是当前微处理器设计的一个重要趋势.提出一种多线程向量处理器中向量数据存储结构,利用多线程切换来隐藏访存延迟,并让向量数据直接访问二级cache来提高带宽.模拟实验表明在所提出的存储结构下,访存带宽随线程数线性增长,向量数据访问带宽明显高于标量数据访问带宽.     

应用马尔可夫链优化配置WiMax基站的带宽资源

本文对WiMax与WiFi融合组网结构中的WiMax基站带宽进行分配,应用马尔可夫链算法对分配过程进行优化,进行了大量的模拟实验,总结了一些关于如何配置WiMax基站带宽资源以提高网络性能的结论。     

ASP．NET性能优化

ASP．NET提供两种主要形式的缓存：输出缓存（页面级和用户控件级）和数据缓存。输出缓存的优点是非常易于实现。在大多数情况下，使用这种缓存就足够了。而数据缓存则提供了额外的灵活性（实际上是相当大的灵活性），可在应用程序的每一层利用缓存。文中全面介绍了这两种缓存技术在系统各层中的应用。同时对于引擎无法控制的、潜在的性能优化点，例如代码逻辑不优化等，也介绍了相应的优化技巧。     

IPoIB体系结构及其应用

InfiniRand (IB) is a high speed, channel based interconnecting technology between systems and devices. It will remove the bottleneck limiting the performance of current servers and storage divices. This article proposes an IP over IrdiniBand (IPoIB) architecture and its application. It will function as a bridge between IP and IB architecture insystems IP and IB coexists. It enables the applications to take advantages of IB without changes in upper layers IP and other protocols. We also introduce the IPoIB protocol and show some experiment results in this paper. The experi-ment results show that IPoIB is suitable to be used in the front-end servers and interface devices for the IrdiniBand-based network servers.     

BYS91─1多机系统存储器频带的分析

ＢＹＳ９１－１是基于ＲＩＳＣｉ８６０ＸＰ设计的具有局部存储和共享存储的多机系统。本文以排队论为工具，建立了该系统存储器的排队模型，给出了存储器使用频带的解析式，并结合具体的设计参数，分析了系统中处理机个数、存储空间配置对存储器有效频带的影响。     

基于虚通道的SDRAM访存调度器研究

随着半导体工艺水平的进步,CPU与存储器的速度差距越来越大,存储器带宽已成为计算机系统的关键资源。根据目前广泛使用的SDRAM存储器多体并行存储的结构特点,提出了一种基于虚通道的访存调度器和最小等待时间-读请求优先调度策略,避免了访存请求之间的数据相关性,加快了访存请求的调度,提高了存储器带宽的利用率。     

零拷贝报文捕获平台的研究与实现

根据零拷贝思想,实现了一种高性能的报文捕获平台(High-Performance Packet Capture Platform,HPPCP)．通过实现网络接口设备直接将数据报文以DMA方式存储到应用程序可以访问的地址空间,避免数据报文在内核态里传输时的内存操作,缩短了数据报文的行走路径;通过环策略管理数据报文缓冲区,实现了网卡和应用程序能够无冲突访问共享资源．这两点有效地降低了网络通信的延迟,极大地节省了CPU的开销．通过性能的分析比较表明,接收64Byte与1500Byte的报文时吞吐量分别达到90万pps(439Mbps)和8．2万pps(938Mbps),与传统的报文传输机制相比,报文捕获能力有了较为显著的提高．     

X处理器存储层次研究

随着计算机应用领域不断拓展,流媒体应用及科学计算正成为微处理器的一种重要负载.流媒体应用的特征是大量的数据并行、少量的数据重用以及每次访存带来的大量计算.因为带宽的限制,传统的微处理器结构很难满足这些特点.X处理器是一款流处理器,针对流应用特点,X处理器采用了新型的三级流式存储层次:局部寄存器文件、流寄存器文件和片外存储器,有效解决了带宽问题.本文在模拟平台采用了两种方法(RS码和测试程序)测试,验证了流存储层次解决带宽瓶颈的有效性,也证明了设计的正确性.