一个利用多线程及重叠I／O实现的串口通信类

Win32系统中．多线程环境为实现实时串口通信提供了一个很好的解决办法。文中提出了一个多线程串口通信类，该类具有简单的接口，使用重叠I／O方式实现．不会导致线程阻塞。给出了该类的具体实现方法．并将其应用到一个直流电源的监控系统中，通过与扩展异步通信芯片配合使用，成功实现了在38400波特率下运行。     

Java非阻塞I/O在乡村可视化远程医疗系统中的应用

分析了乡村可视化远程医疗系统采用多线程技术实现网络通信存在的不足,阐述了Java非阻塞I/O的基本原理.系统采用非阻塞I/O通信技术只使用一个线程并行实现大量客户无阻塞的通信,有效地减少了系统开销,较好地提升了系统的性能.     

JAVA的多线程机制

多线程是现代操作系统有别于传统操作系统的重要标志，是提高系统资源利用率的技术手段。多线程的产生是系统并发性的需要。在传统操作系统中，进程是实现系统并发性的一个基本单位，每个进程都有自己的地址空间和单一的控制流程。在实际应用中，进程常会因为等待某个I／O操作服务而挂起，使进程中其综可执行部分不能执行，从而导致系统性能降低。为改善系统性能，可以设想使用多个控制流程，在每一个控制流程挂起时，第二个控制流程继续运行。如果用多个进程实现这一设想，势必会引起空间共享，从而破坏了进程地址空间的独立性。所谓线程，就是可以共享地址空间的进程。一个进程可包含多个线程，这就意味着我个线程共享相同的全局变量。如同传统的进程一样，线程也有如下几种状态：运行、挂起、就绪和终止。     

多线程在串口通信中的应用

Windows具有多线程处理能力,应用程序中可以创建多个线程,每个线程能够独立完成一个子任务。在通信程序中使用多线程技术,可提高程序的执行效率和反应速度。结合应用实例,介绍了VC++环境下基于Win32API的多线程、串口通信、异步I/O技术的原理和实现方法。     

多线程在串口通信中的应用

Windows具有多线程处理能力,应用程序中可以创建多个线程,每个线程能够独立完成一个子任务。在通信程序中使用多线程技术,可提高程序的执行效率和反应速度。结合应用实例,介绍了VC++环境下基于Win32API的多线程、串口通信、异步I/O技术的原理和实现方法。     

一个利用多线程及重叠I/O实现的串口通信类

Win32系统中,多线程环境为实现实时串口通信提供了一个很好的解决办法.文中提出了一个多线程串口通信类,该类具有简单的接口,使用重叠I/O方式实现,不会导致线程阻塞.给出了该类的具体实现方法,并将其应用到一个直流电源的监控系统中,通过与扩展异步通信芯片配合使用,成功实现了在38400波特率下运行.     

MEANS:基于微线程结构的网络服务器

Internet应用需要高性能的网络服务器体系结构.提出MEANS结构,这是一种针对Internet应用的网络服务器软件体系结构.通过引入一种新的线程抽象--微线程,MEANS向上层的程序员提供微线程环境,并通过传统线程并发访问下层操作系统的服务,而微线程的管理和调度则使用事件驱动机制,从而综合多线程和事件驱动结构的各自优点.此外,MEANS还具备通用性、扩展性、健壮性和适应性.经初步验证,在并发策略方面,MEANS具有相似于事件驱动结构的特性;在I/O策略方面,MEANS具有比多线程结构更好的I/O访问特性.     

实时多线程系统的日志实现

为了分析软件系统在测试和运行期产生的故障,目前大多数软件系统所广泛使用的一种方法就是日志记录。但系统在保存日志时需要大量的磁盘I／O操作,同时由于多线程并发互斥访问文件系统可能造成的阻塞,会引起实时软件系统的性能下降,严重时造成整个系统停止响应。本文给出了利用循环缓冲区和单独的日志读写线程实现实时系统的日志功能。     

应用多线程并行机制实现大规模三维场景绘制

针对大规模三维场景可视化问题 ,提出了以数据分割、动态调度和多线程并行处理为主要思想的解决方案 ,并重点对多线程并行处理方法进行了研究 ,提出通过合理协调 I/O线程与绘制线程的分工及同步 ,更加充分利用机器的计算资源 ,以获得最佳的绘制效果 .文中通过具体应用的实例证明了该并行处理方法的有效性     

基于EPOLL的单进程事件驱动通信服务器设计与分析

通信服务器通常采用多进程、多线程同步阻塞I／O或者是基于SELECT、POLL的单线程事件驱动I／O(Single Process Event—Driven)等方式设计。设计了一个通信服务器，分析指出几种网络I／／O方式在高并发连接下其性能已经成为首要瓶颈，提出采用一种新的单线程异步事件驱动I／O方式-EPOLL，针对传统的POLL作了相关的优化；根据通信服务器特性提出了在不同服务器负载和网络条件下，采取几种转发模式和发送模式的自适应匹配策略用以提高服务器性能。通过实验表明，基于采用EPOLL技术和自适应匹配策略的服务器比传统的基于SELECT、POLL的服务器提高了五倍的性能。     

使用MPI的并行I/O实现及性能分析

论文讨论了并行环境中I/O的基本方法——串行I/O方法和并行I/O方法,并使用MPI-1及MPI-2对这两种方法进行了实现。分析了不同的实现方法对I/O带宽产生的影响。通过理论分析和实验表明,基于MPI-2的并行I/O实现方法与其它I/O实现方法相比,可得到更高的I/O带宽,是解决I/O性能问题的有效途径。     

并行文件系统Lustre细粒度I/O性能优化

并行文件系统Lustre粗粒度I/O性能良好,细粒度I/O性能相对粗粒度I/O比较低下,因此优化细粒度I/O性能成为提高系统整体I/O性能的关键问题。在研究和分析了Lustre的I/O访问模式、细粒度I/O服务流程和页面替换算法等方面后,提出了细粒度优先（Fine Grained First,FGF）LRU算法。在OST端及Client端的页高速缓存中最大程度地保留细粒度I/O的页面,降低细粒度I/O引起的页面下沉速度,延长细粒度I/O页面在主存中的时间,进而减少对磁盘的访问次数,降低磁盘访问开销。通过对实验数据的对比和分析,验证了FGF-LRU算法的有效性。在不影响粗粒度I/O性能的情况下,提高了细粒度I/O性能,最终实现提高系统整体I/O性能。     

基于透明计算模式的I/O Server的设计

设计并实现了一个基于透明计算模式的I/O Server系统，I/O Server和I/O Client是一个在透明计算环境下，支持多操作系统远程启动和运行的网络存储访问服务I/O Manager的2个软件模块，I/O Server工作在服务器端，I/O Client工作在客户端。在透明计算模式中，各客户机硬件与操作系统分离，用户需要的操作系统的应用程序存储在服务器端。在客户机启动时，I/O Server和启动协议将I/O Client下载到端系统上运行，然后I/O Client向I/O Server发出I/O请求，I/O Server对收到的I/O请求加以分析，进行优先级分类，在优先级分时轮转调度I/O请求、操作服务器上的虚拟硬盘文件，并通过预取和缓存策略减少磁盘I/O操作，将处理结果返回给客户端，支持操作系统的远程启动，并为系统运行时的各种请求提供服务。     

一种基于虚拟机的高效磁盘I/O特征分析方法

于磁盘系统的机械运动本质,磁盘系统I/O往往会成为计算机系统的性能瓶颈.为了有效地提高系统性能,收集和分析应用系统的磁盘I/O特征信息将成为性能优化工作的重要基础.与以往I/O特征分析方法不同,给出了一种基于Xen 3.0虚拟机系统的磁盘I/O特征在线分析方法.在虚拟机环境下,该磁盘I/O特征采集方法可以透明地应用于任意无须修改的操作系统.该方法可以高效地在线采集多种基本I/O特征数据,其中包括:磁盘I/O块大小、I/O延迟、I/O时间间隔、I/O空间局部性、时间局部性以及磁盘I/O操作热点分布.通过测试和分析,该在线I/O分析方法有着较小的系统开销,并且对应用系统I/O性能的影响很小.此外,还给出了在大文件拷贝、基于Filebench的filemirco和varmail等工作负载下的I/O特征分析结果.     

Performance characterization of irregular I/O at the extreme scale

This paper reports our experience with irregular I/O and describes lessons learned when running applications with such I/O on supercomputers at the extreme scale. Specifically, we study how irregularities in I/O patterns (i.e., irregular amount of data written per process at each I/O step) in scientific simulations can cause increasing I/O times and substantial loss in scalability. To this end, we quantify the impact of irregular I/O patterns on the I/O performance of scientific applications at the extreme scale by statistically modeling the irregular I/O behavior of two scientific applications: the Monte Carlo application QMCPack and the adaptive mesh refinement application ENZO. For our testing, we feed our model into I/O kernels of two well-known I/O data models (i.e., ADIOS and HDF) to measure the performance of the two applications’ I/O under different I/O settings. Empirically, we show how the growing data sizes and the irregular I/O patterns in these applications are both relevant factors impacting performance.     

多处理机I／O性能的研究

计算机系统的Ｉ／Ｏ子系统可以分为隐式Ｉ／Ｏ和显式Ｉ／Ｏ两类。隐式Ｉ／Ｏ也称为页面调度，是指在虚拟存储器中页面内的Ｉ／Ｏ服务；显式Ｉ／Ｏ是指程序通过读／写命令所产生的明显的磁盘存取。本文对大型科学计算应用系统在多处理机环境下并行运行时影响Ｉ／Ｏ性能的因素进行了详细讨论。通过对大量测试数据的研究发现，在设计应用系统时，隐式Ｉ／Ｏ的问题并不是主要的，而随着计算速度的提高和处理能力的增强，解决显式Ｉ／Ｏ的问题则显得日益重要。     

I/O受限的并行加速比模型与可扩展I/O体系结构

为了缓解I/O瓶颈问题,可以从应用程序、可扩展算法、编译器和语言、运行时库、操作系统和体系结构六方面展开研究。其中,I/O体系结构是所有技术途径的关键支撑。当前并行I/O性能分析缺乏科学的理论模型为I/O体系结构设计提供理论依据。本文针对并行计算机系统的可扩展性问题,研究了I/O负载对并行计算机系统可扩展性的影响,建立了I/O受限的并行加速比性能模型,对目前大规模并行计算机系统中三种常用I/O体系结构的可扩展性进行了分析;以此为理论依据,提出了一种面向高性能计算的可扩展并行I/O系统结构。同时,还提出了几种有效降低I/O操作服务时间的策略,从而达到增强系统可扩展性的目的,为后续研究奠定了基础。     

Comparative Analysis of Asynchronous I/O in Multithreaded UNIX

I/O operations in UNIX are inherently synchronous. The need for asynchronous I/O comes first from multithreaded applications where thrads cannot block for I/O, and second from the fact that asynchronous I/O has much less overhead than synchronous I/O . There are two main approaches to accomplishing asynchronous I/O in UNIX. We compare the two approaches in design and implementation, and report the results of extensive experiments to measure the performance differences.     

负载自适应的存储池数据重构策略

大数据时代各应用领域对计算机存储系统的性能和可靠性需求与日俱增.新型存储介质为计算机存储系统的性能提升提供了良好的机遇,基于固态盘的存储阵列(RAIS)已在各种存储系统中广泛使用.传统RA IS系统中当一块固态盘出现故障时,通过数据重构操作恢复故障盘的数据,重构时间长,且影响对上层应用提供I/O访问服务的能力.针对该问...     

异构多核系统中编译器指导的I/O代理技术

在异构多核系统中,精简设计的从处理器核无法运行操作系统,且不支持终端打印和读写文件等常用I/O操作。为此,提出编译器指导、主处理器代理执行的I/O操作技术,采用信息交互、中断处理等方法,实现聚合代理并优化从处理器代码中的I/O操作功能。实验证明,编译器指导的I/O代理性能比系统级I/O代理高5倍以上。