面向龙芯平台的Android系统移植研究

在分析Android系统与龙芯平台架构的基础上,针对软硬件适配、虚拟机优化、编译器移植等关键技术进行了深入研究。在充分保持龙芯处理器性能的基础上,对Android系统源码进行了优化修改,实现了在龙芯平台完整运行Android Gingerbread系统,同时对移植系统中的Dalvik虚拟机的性能优化进行了测试验证。为其他版本Android系统在面向龙芯平台的移植方面提供了重要参考,具有很大应用价值。     

通过非易失存储和检查点优化缓解日志开销

在文件系统进行用户数据和元数据的持久化过程中,如果出现异常掉电或系统崩溃,可能导致文件系统出现数据的不一致性问题.现有的Ext4文件系统通过写前日志(write-ahead logging, WAL)技术结合事务机制来保证持久化操作的一致性.写前日志技术将文件系统元数据写入磁盘2次,元数据的粒度小、数量大、重复度高,影响了程序的性能,也缩短了Flash存储介质的使用寿命.针对这一问题,提出了使用新型非易失存储(non-volatile memory, NVM)作为存放日志的独立外部设备,并通过存取指令(load/store)接口直接访问;同时使用倒序扫描(reverse scan)技术对检查点(checkpoint)流程进行优化,减少同一数据块的重复写操作.实验结果表明,使用NVM作为外部日志分区,对于写操作比重较大的程序,在HDD上带宽提升接近50%;在SSD上带宽提升达到23%;在checkpoint时使用倒序扫描之后,写入次数降低明显,带宽提升接近20%.     

面向内存文件系统的数据一致性更新机制研究

近年来,研究界提出了多种管理新型存储级内存的内存文件系统,例如BPFS,PMFS和SIMFS。由于内存文件系统的设备访问方式和I/O路径不同于传统面向块设备的文件系统,适用于内存文件系统的数据一致性更新机制尚未得到很好的研究。为此,提出一种适用于内存文件系统的直接拷贝的数据一致性更新机制,讨论多种数据一致性更新机制在内存文件系统中的优缺点,并以内存文件系统SIMFS为基础,实现多种支持不同数据一致性更新机制的SIMFS版本。通过测试基准测试了各个SIMFS版本的性能,并分析了不同数据一致性更新机制对内存文件系统的整体性能的影响。实验结果表明,提出的直接拷贝机制在内存文件系统中取得了最好的性能。     

用静态信息流分析检测Android应用中的日志隐患

与传统计算平台相比,移动平台拥有大量涉及用户隐私的私密信息.随着Android移动平台日趋流行和应用商城模式的普及,如何保护用户隐私这一安全性课题日益受到关注.本文发现当前Android日志系统存在泄漏用户隐私数据的安全性风险,设计并实现了一个基于静态信息流分析的Android应用程序检测工具LogMiner,用于辅助应用商城在应用发布时的安全性检测工作.LogMiner对200个Android应用程序进行检测,成功分析177个应用,平均每个应用分析时间为4.3分钟,其中33个应用中存在日志安全性隐患,占总数的18.6％.这一结果表明现实生活中的Android应用程序的确存在着这类安全隐患.最后,本文对现有日志系统提出了改进方案.     

解析Linux系统中日志文件系统

众所周知,文件系统是操作系统最为重要的一部分。每种操作系统都有自己的文件系统。文件系统直接影响着操作系统的稳定性和可靠性。Linux下的文件系统通常有两种,即日志文件系统和非日志文件系统,以下简单介绍两类文件系统。     

面向Lustre集群存储的应用日志分析及系统自动优化框架

在科学计算、大数据处理和人工智能等领域,对相关应用负载进行研究,分析负载I/O模式,揭示应用负载变迁规律等,对指导集群存储系统性能优化十分重要。当前应用种类繁多并且应用快速迭代更新,复杂的环境使得对应用负载的特性挖掘充满挑战。针对以上问题,在生产环境中收集了5个Lustre集群存储共计326天的应用日志信息,对应用负载的访问、负载特性进行了深入的探究与分析,并对已有观察进行了验证和补充。通过对应用日志信息横向、纵向和多维度对比分析与信息挖掘,总结了4个发现,并研究相关发现与以往工作的关联性,结合实际生产环境,给出了相应的系统优化策略与切实可行的实施方案,为用户、维护人员、上层应用开发者和多层存储系统设计等人员提供了相关参考与建议。同时,针对实际应用环境复杂、系统优化工作耗时费力等问题,设计并实现了一种系统自动优化框架(SAOF),SAOF可为指定应用负载提供资源预留、带宽限定等功能,初步测试表明,SAOF能根据系统资源与任务负载需求为不同任务提供自动化的QoS保障。     

探讨面向Oracle的远程日志查询系统

分析了数据库日志查询系统的需求,剖析了Oracle数据库管理系统的结构,详细设计了远程日志查询系统在Oracle环境下的体系结构以及功能模块,并进一步研究了系统的实现。     

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。     

基于组成设计模式的日志系统

每个项目对日志系统都有自己的要求,以一个国家“863”项目为应用背景,探讨怎样设计和实现一个采用组件技术的日志系统使其具有高度的可扩展性和可重用性,方便移植。给出该日志系统的体系结构,并对其具体处理外部应用程序的写日志请求时采用的设计模式提出一个解决方案。     

面向Lustre集群存储的错误日志分析及系统优化

集群存储系统的错误日志信息有助于优化存储系统的可用性和稳定性。现有存储系统错误探究主要针对单机存储系统或集群存储系统的部分功能进行分析评估,缺乏在实际应用场景下,同一生产环境中,长时间、多视角的探究工作。新型功能模块的不断融入,使得集群存储系统日益庞杂,集群存储系统自身引发的错误层出不穷,给各类研发人员带来了困扰与挑战。针对以上问题,提出了面向Lustre集群存储的错误日志分析及系统优化策略,通过收集连续1 673天的错误日志,研究了近2.26 GB的Lustre错误日志,分析了多个版本Lustre错误的特点与问题,揭示了集群存储系统各方面的不足与错误,研究了不同Lustre版本错误的影响因素,总结了Lustre集群在实际生产环境中的常见错误,并给出了相应的解决方案。对Lustre系统研发有了许多新的见解,并总结了14个发现,最后通过采集333天的新增错误记录对14个发现进行了相关验证,给出了一些系统错误优化实例。相关测试表明,优化实例可以显著减少错误数量,提高系统的可用性和稳定性,研究结果和建议对集群存储系统本身的发展以及集群存储系统的运行和维护都有一定的参考价值。     

VM aware journaling: improving journaling file system performance in virtualization environments

Journaling file systems, which are widely used in modern operating systems, guarantee file system consistency and data integrity by logging file system updates to a journal, which is a reserved space on the storage, before the updates are written to the data storage. Such journal writes increase the write traffic to the storage and thus degrade the file system performance, especially in full data journaling, which logs both metadata and data updates. In this paper, a new journaling approach is proposed to eliminate journal writes in server virtualization environments, which are gaining in popularity in server platforms. Based on reliable hardware subsystems and virtual machine monitor (VMM), the proposed approach eliminates journal writes by retaining journal data (i.e. logged file system updates) in the memory of each virtual machine and ensuring the integrity of these journal data through cooperation between the journaling file systems and the VMM. We implement the proposed approach in Linux ext3 in the Xen virtualization environment. According to the performance results, a performance improvement of up to 50.9journaling approach of ext3 due to journal write elimination. In metadata‐write dominated workloads, this approach could even outperform the metadata journaling approaches of ext3, which do not guarantee data integrity. These results demonstrate that, on virtual servers with reliable VMM and hardware subsystems, the proposed approach is an effective alternative to traditional journaling approaches. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

Linux日志文件系统故障处理策略的研究

研究了三种广泛应用的Linux日志文件系统Ext3、ReiserFS和IBMJFS在磁盘写失效情况下的故障处理机制,分析了它们在处理磁盘写失效时存在的设计不足,并对文件系统磁盘故障处理的改进进行了总结和研究。     

基于Android手机与远程PC的UDP文件传输机制

介绍一种Android手机与PC间文件传输的方法及其实现技术.通过分析Android SDK和Windows SDK中相关API接口,实现Android手机应用软件与PC的Windows软件之间的UDP协议文件传输.该机制在手机端采用Eclipse并运用java语言开发,在PC端采用Visual C++并运用C语言开发,同时在机制中增加了各种改进UDP协议的算法.实验结果表明,该机制提高了UDP协议传输的效率和可靠性,能够很好实现文件在手机与PC间的传输.     

使用Android系统机制的应用程序恶意行为检测

Android中存在很多系统机制供应用程序使用,然而这些机制在不当使用时会对用户安全和利益造成很大的破坏性。提出一种基于程序分析的方法,检测应用程序使用这些机制时可能存在的恶意行为。针对函数本身的特征,构建与之相对应的函数摘要。在构建摘要时使用指令级的模拟执行,在检测恶意行为时使用函数级的模拟执行,通过这两种不同级别的模拟执行分析出应用程序中潜在的恶意行为。基于上述方法,设计和实现了一个原型系统。通过对公开的恶意应用样本进行检测,验证了本方法是有效的。     

JFFS2文件系统实现机制研究

本文在深入分析Linux内核源代码的基础上,围绕JFFS2文件系统的安装过程,对的实现机制和关键技术进行了初步探讨,并针对嵌入式应用需求,对mount过程进行了改进。     

灵活的配置软件系统的文件目录的方法

介绍了配置软件系统文件目录的重要性以及3种配置方式,在此基础上提出了在固定式目录和相对式目录下实现灵活配置的方法,比较了两种方法的优缺点.得出结论：在大型的软件系统中两种方法结合使用;在小型软件系统中一般采用相对式目录.     

面向Android系统的手机电梯预约APP

本文针对电梯存在的预约地点固定、预约方式不灵活的问题,设计了一款手机App电梯预约系统.本系统以电梯运行数据采集、数据采集控制终端与服务器接入作为关键技术,实现了远程客户端与现场设备的数据共享和远程监视.现场设备采用RS485总线,通过嵌入式电梯控制器建立与服务器的连接链路.在移动客户端,根据电梯运行特性开发了手机应用,完成客户端数据实时更新.本设计基于Android系统,具有电梯位置显示、电梯人数监视、远程呼梯及电梯到站提醒等功能,方便用户根据电梯使用情况,合理规划乘梯时刻.     

不确定Willis脑动脉瘤系统的自适应模糊滑模控制

研究了具有不确定项的非线性Willis环上脑动脉瘤系统的混沌控制和同步问题,提出了一种自适应模糊滑模变结构控制方法,设计了模糊滑模变结构控制器及自适应控制律,并从理论上证明了控制系统的稳定性。在该控制器的作用下,受控Willis脑动脉瘤系统能够达到任意目标轨道,且不受不确定性的影响,具有很强的鲁棒性。定值跟踪和同步控制的仿真结果表明了控制器的有效性。