基于SoCLib平台的异构多核系统及性能测试分析

在如今这个信息技术高速发展的时代,嵌入式技术已经在国内各大领域中广泛被应用,并逐渐成为各种移动设备中最为主要的应用技术.由于Java有着非常多的优点,因此成为最近几年社会中广泛认可并且使用的一种编程语言.本文通过对多核处理器中仿真问题的讨论,对异构多核系统方面存在的相关问题进行了一次研究,并将其性能测试相关问题进行了分析.     

异构系统双关键级分布式功能的动态调度

异构分布式嵌入式系统是由多种不同关键级功能组成的混合关键级系统,且每个功能又是由多个具有优先级约束的任务组成的分布式功能.异构分布式嵌入式系统的混合关键级调度在性能与时间约束上面临严重的冲突.如何提高系统总体性能,并仍然确保高关键级功能的实时性,在性能与实时性上取得合理的权衡则成为研究的主要优化问题.提出公平策略的动态双关键级任务调度算法F_DDHEFT(fairness on dynamic dual-criticality heterogeneous earliest finish time)以提高系统的整体性能;提出关键级策略的动态双关键级任务调度算法C_DDHEFT(criticality on dynamic dual-criticality heterogeneous earliest finish time) 以满足高关键级功能的实时性;提出时限时距策略的动态双关键级任务调度算法D_DDHEFT(deadline-span on dynamic dual-criticality heterogeneous earliest finish time),在满足高关键级功能实时性的基础上,提高系统的整体性能,最终在性能与时间约束上取得合理的权衡.实例分析和实验结果验证了D_DDHEFT算法的优越性.     

基于PageRank和基准测试的异构集群节点性能评价算法研究

为了提高集群效率,需要根据集群节点的性能来进行集群的数据部署和任务调度。在异构集群中,节点性能存在很大差异,如何评价节点的性能非常具有挑战性。可以使用基准测试来评价节点的性能,而不同的基准测试对节点评价的角度不尽相同。PageRank算法被谷歌用来对网站进行排名,现在它也被应用于评价书籍的影响力或用户行为等等。提出一种新颖的基于PageRank的节点性能评价算法,以充分利用不同基准测试的评价结果。首先对每个节点使用LINPACK、NPB、IOzone等主流基准测试进行评价;然后采用PageRank算法处理每个基准测试的执行结果,从而得到节点的性能。为了使用PageRank算法,建立了1个图模型,并计算了性能向量和概率转移矩阵。该算法具有计算复杂度低、综合评价效果好等优点。     

Tree Rerooting in Distributed Garbage Collection: Implementation and Performance Evaluation

We have recently defined a new algorithm for distributed garbage collection based on reference-counting (Luc Moreau, in Proceedings of the Third International Conference of Functional Programming (ICFP'98), Sept. 1998, pp. 204–215; Luc Moreau and J. Duprat, Technical Report RR1999-18, Ecole Normale Supérieure, Lyon, March 1999). At the heart of the algorithm, we find tree rerooting, a mechanism able to reduce third-party dependencies by reorganising diffusion trees. In reality, the algorithm describes a spectrum of algorithms according to the policy used to manage messages. In this paper, we present the implementation of the algorithm and evaluate its performance. We have implemented two policies, which are extremes of the spectrum, respectively using and not using tree rerooting. In addition, two different strategies for managing action queues have been implemented. The conclusions of our experimentations are the following. Tree rerooting offers more parallelism during distributed GC activity; we explain this phenomenon by the length reduction of causality chains in the distributed GC. Grouping messages per destination dramatically reduces the number of messages, but requires a more complex implementation as messages have to be sorted per destination. Speed up of 100% has been observed on some benchmarks.     

集群上软件事务内存的层次化冲突检测

大多数事务内存研究都在多核处理器上进行,只有少数研究针对集群计算环境。现有的集群事务内存性能较差,因为事务内存的运行需要进行大量的远程内存访问,而集群的内存分布性使得远程内存访问的性能较差。事务内存运行中的冲突检测是进行远程内存访问最多的操作。我们提出了一种层次化的冲突检测方法,将其分为两个步骤进行,这种层次化的策略可以使集群上的软件事务内存获得高性能。     

软件事务内存的动态竞争管理策略

软件事务内存是为了简化并行程序设计而出现的一种新的程序设计技术.为了降低软件事务内存系统中事务冲突的发生频率以提升系统整体性能,提出了一种新的基于动态控制和队列调度的竞争管理策略.定义了竞争强度的概念和系统总体框架,并在此基础上给出了利用运行时反馈信息动态调节竞争强度的方法.同时给出了事务序列化的设计方法与实现中应注意的问题,通过将冲突概率大的事务序列化以达到避免相同冲突再次发生的目的.结合常用的基准数据结构,对模型和算法进行了实验,最后结果表明了算法的正确性和有效性.     

Software transactional memories for Scala

Transactional memory is an alternative to locks for handling concurrency in multi-threaded environments. Instead of providing critical regions that only one thread can enter at a time, transactional memory records sufficient information to detect and correct for conflicts if they occur. This paper surveys the range of options for implementing software transactional memory in Scala. Where possible, we provide references to implementations that instantiate each technique. As part of this survey, we document for the first time several techniques developed in the implementation of Manchester University Transactions for Scala. We order the implementation techniques on a scale moving from the least to the most invasive in terms of modifications to the compilation and runtime environment. This shows that, while the less invasive options are easier to implement and more common, they are more verbose and invasive in the codes using them, often requiring changes to the syntax and program structure throughout the code.     

证券交易系统中的事务恢复方法

介绍上海证券交易所新一代交易系统中的事务建模和事务恢复技术。使用形式化语言描述证券交易事务模型,分析故障恢复的各种情况。证券交易系统的事务日志模型支持进程及主机热备切换和重启等应用场景。介绍实践中采用的优化技术,并对事务模型进行扩展。证券交易事务的建模丰富了事务信息系统模型的应用场景,为其他领域高性能高可用性系统的架构设计提供了参考。     

NIPS基准测试方法研究

近几年,随着网络攻防的日益激烈,基于网络的入侵防御系统已经成为网络安全的一个重要研究方向,相应产品的数量也在逐年增多,但产品功能、性能良莠不齐,其测试方法也就成为了国内外众多测评机构研究的热点.针对网络型入侵防御系统产品,从功能、性能、安全性和可用性四大方面分析了实际检测过程中遇到的困难和解决办法,提出了一套全面的基准...     

一种分布式非结构化数据副本管理模型

针对云存储系统中数据副本管理的延时响应等问题,提出一种面向非结构化数据的分布式副本管理模型.该模型采用机架选举算法,通过提高每个机架能源利用率的方法降低系统整体能耗,为绿色数据中心提供技术保障.运用多路线性散列算法,将数据副本动态均匀地分布到不同机架的不同节点中,以提高系统性能、平衡负载和资源利用率.仿真实验结果证明,与传统的全局映射法相比,该模型可以达到较高的存储与负载平衡,具有良好的扩展性和可用性.     

基于异构分布式系统的实时容错调度算法

目前文献中研究的实时容错调度算法都是基于同构分布式系统,系统中的所有处理机完全相同。该文首先建立了一个基于异构分布式系统实时容错调度模型,异构分布式系统中的各个处理机均不相同。基于该异构分布式系统模型,该文引入了可靠性代价（reliability cost）概念,并提出两种静态实时容错调度算法（RTFTNO和RTFTRC）用于调度周期性实时容错任务。算法RTFTRC在调度任务时,尽量使系统的可靠性代价最小;而算法RTFTNO在调度实时任务时,没有考虑系统的可靠性代价。该文详细讨论了两种调度算法的性能。性能模拟实验分别比较了两个算法的可靠性代价,超时比率和可调度性;并研究了任务的计算时间与可靠性代价的关系以及调度长度阈值与最小处理机个数的关系。实验结果表明,算法RTFTRC的性能优于算法RTFTNO。     

MAGDA: A Mobile Agent based Grid Architecture

Mobile agents mean both a technology and a programming paradigm. They allow for a flexible approach which can alleviate a number of issues present in distributed and Grid-based systems, by means of features such as migration, cloning, messaging and other provided mechanisms. In this paper we describe an architecture (MAGDA – Mobile Agent based Grid Architecture) we have designed and we are currently developing to support programming and execution of mobile agent based application upon Grid systems.     

国产通用计算机性能测试系统的设计与验证

针对目前国产CPU架构众多、操作系统技术路线分散,面向异构平台的通用计算机综合性能测试工具较少的情况,设计并实现了一套跨国产CPU平台、兼容不同服务器和桌面操作系统的通用计算机综合性能基准测试系统;测试系统选取了CPU、GPU、内存、存储、网络、操作系统、运行时及典型业务模型等8组具有代表性的基准测试程序来模拟真实的工作组合,并以插件方式集成基准测试程序,测试系统采用统一运行框架、统一打分模型;将性能测试系统与GLmark2、SPEC CPU 2017等专项测试工具进行测试比较,通过归一化、t检验等方式验证其测试结果无显著差异性,国产通用计算机性能测试系统满足性能评测需求,为国产软硬件环境下相关测试工具的设计和改进提供了借鉴和参考。     

改进的实时操作系统内存分配性能测试模型

针对实时操作系统内存分配的性能,分析了一个现有的测试模型,提出了模型中存在的问题,并给出了改进方法.改进后的模型比原模型可以产生更多的内存碎片,这样可以更充分地反映内存碎片对内存分配性能的影响.改进后的模型也更符合真实环境下的内存分配规律,且考虑了内存分配失败的情况对内存分配整体性能的影响.最后通过实验结果表明了改进方法的有效性和正确性.     

分布式文件存储系统性能测试问题研究

分布式文件存储系统的性能测试不同于普通的文件系统性能测试。首先,需要根据系统支持的操作确定测试的benchmark,然后,需要根据系统的设计规模对多用户并发访问系统的情形进行模拟。在“燕星”分布式文件存储系统的性能测试中,对Andrewbenchmark进行改造,确定了测试的benchmark;基于RMIcallback机制,模拟了500个用户并发访问系统的情形。并将测试结果与NFS进行了对比,结果表明,“燕星”系统具有良好的实用性能。     

基于C#语言的事务内存系统

事务内存是一种新的易于使用的同步技术,能使多线程程序高效地并行执行,目前大多数事务内存系统都处于研究实验阶段,尚未具备实际应用价值,或需要依赖特殊硬件实现。针对该现状,提出一种利用C#语言设计与实现的纯软件的事务内存系统,包括事务对象定义以及对事务对象的并行访问方法,并给出处理事务冲突的策略。实验结果表明,该系统是一种高效简洁的同步实现机制。     

基于分布式构件服务器性能的内存消耗技术

针对分布式构件服务器集群系统性能管理问题,研究分布式构件系统的内存消耗技术,在运行时内存消耗研究的基础上,设计了内存消耗模型,进一步分析降低物理内存消耗的关键因素,最后提出了内存优化策略。