计算机I／O系统的发展趋势

本文通过对计算机与I／O系统之间的产生瓶颈原因的分析与讨论，详细介绍了目前解决I／O瓶颈的主要方法及其发展趋势。     

I／O多功能卡故障分析一例

I/O多功能卡又称为超卡，是最常用的一种适配卡。因在一块超卡上能连接一台并行打印机、一台串行设备、两台软盘驱动器和一台硬盘驱动器等多个外设，所以深受用户欢迎。最近在维修一台386DX兼容机时，发现当启动打印机打印时，总是报“打印机缺纸”。从现象上分析无疑是与打印机有关的3个部件发生了故障，它们是：（1）超卡中的打印机接口；（2）连接到打印机的电缆线；（3）打印机。故障检查步骤如卜：1．换上另一台同型号打印机，同时更换电缆线，但故障依旧。可见不是打印机和电缆线的问题，问题出在打印机接口。2．利用MS—DOS提供…     

基于I/O缓冲区读写的控制台远程交互模型

在控制台程序远程交互时,使用添加远程通信模块的方法易降低控制台程序的兼容性,而重定向标准输入输出方法易降低系统软件的兼容性。针对以上问题,提出一种控制台远程交互模型。通过模拟键盘将数据输入到控制台窗口输入缓冲区,并从其输出缓冲区得到回显数据。实验结果证明,该模型适用于各种常用控制台程序,不会与系统软件产生冲突,可实现与控制台程序的交互。     

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。     

调节多处理器I／O带宽的交叉开关技术

如何使系统对不同类型的应用尽可能工作得一样好，其关键技术就是所谓“可伸缩性”的概念，可伸缩性就是系统的处理能力可根据应用需求的高低而调节。     

如何利用PC机的键盘缓冲区

如何利用ＰＣ机的键盘缓冲区（５１０２７５广州市中山大学计算机系）王迅众所周知，ＰＣ机中有一个键盘缓冲区，位置在００４０：００１Ａ～００４０：００３Ｄ之间，但许多用户只是知道缓冲区的存在，却无意识直接利用它来编程，这可能是对键盘缓冲区及其运作原理了解不...     

微机I／O地址扩展技术的实现

本文详细介绍了在微机Ｉ／Ｏ地址容量不能满足使用要求的情况下，如何对Ｉ／Ｏ地址进行扩展，并讨论了将该技术运用于实践所遇到的几个主要问题和解决的方案。     

评述程序设计中静态缓冲区的利用

本文以便于实现算法、容易进行信息或数据存取控制、减少处理时间、节约存储空间等为出发点，评述了程序设计中使用静态缓冲区的适宜原则。     

一种改善iSCSI存储系统性能的缓冲策略

iSCSI是一种在IP网络上传输SCSI协议的协议。然而,在IP网络上封装SCSI协议需要大量额外开销来进行SCSI命令的传输和网络中的握手动作。通过对iSCSI协议及美国UNH(university of new hampshire)大学的参考代码实现进行分析,提出了一种改善iSCSI存储系统的性能的缓冲策略。通过对缓冲区进行有效的管理可以缩短系统的响应时间,并提高系统的并行程度,从而可以达到改善iSCSI存储性能的目的。     

使用聚集I/O传输的方法提高网络存储系统的性能

网络存储技术为存储系统提供了更高的扩展性、可用性以及更好的灵活性,并且已经广泛应用到各种领域．但小I／O严重影响网络存储系统的性能,现有的一些方法缺少理论模型．通过排队理论建立聚集I／O传输的数学模型,然后在典型的IP网络存储(NAS)系统中,分别在NAS存储设备和客户两端设计了聚集模块,称之为CFS(chunk file system),实现双向聚集I／O．最后对CFS进行了实验,结果和理论分析基本吻合,说明聚集I／O传输能够改善网络存储整体性能．     

基于FFT并行算法的并行I/O性能的研究

该研究对象为并行计算机的I/O性能,将任务分发给不同的处理结点,通过进程间的相互协调、有序合作完成FFT并行算法的实现。在完成任务的过程中,通过记录I/O时间与计算时间,求出I/O性能与计算性能,通过分析比较数据从而认识I/O性能的重要性。研究计算机的I/O性能对于如何进一步改进系统以及提高资源利用率具有重要意义。     

一种自适应的基于预测的I／O性能优化方法

目前计算机的I／O性能已经成为严重制约计算机整体性能提升的瓶颈。在现有技术条件下，I／O性能的优化方法对于提升I／O性能显得尤为重要。本文提出了一种自适应的基于预测的I／O性能的优化方法，该方法采用了基于预测的数据预读策略，改进I／O读操作的响应速度；采用基于预测的缓存分配策略，改进了I／O写操作的响应速度，从而在整体上提高了计算机系统的I／O性能。从实验测试的结果可以看出，这种方法适用于多种不同的负载类型，能够大幅度提升计算机的I／O性能．是一种通用的、效果显著的I／O性能优化方法。     

UBIFS损耗均衡对系统I／O性能的影响

分析flash文件系统的损耗均衡问题,指出损耗均衡的触发条件对系统I／O性能的影响。在最新UBIFS文件系统上运行测试程序,结果证明在不同损耗均衡触发条件下,系统I／O性能的最大差距超过20％。针对现有损耗均衡算法的不足提出一种改进的自适应算法。     

Xen虚拟机间的磁盘I/O性能隔离

针对当前的虚拟化技术无法使各个虚拟机平等地或按特定比例地共享磁盘带宽、无法保证虚拟机间的I/O性能隔离的问题,基于Xen半虚拟化技术中的块IO请求处理过程,提出一种适用于Xen虚拟机间的磁盘I/O性能隔离算法-XIOS(XenI/O Scheduler)算法,在通用块层调度各虚拟机的块IO操作(bio结构),在I/O调度层保障延迟需求.实验结果表明该算法有效地在虚拟机间按比例地分配磁盘带宽.     

并行PC系统结构及其I／O性能评价

传统的微／小型计算机采用共享总线结构，其带宽，扩展性，可用性，可靠性等受到限制，因此，总线形成了系统内部通信瓶颈，并行PC结构是一种新型的，以交换网络为中心的、高效的系统结构，它解决了传统PC机存在的不足和缺陷，本文对并行PC系统结构了介绍，然后采用M／M／1排队模型，针对传统PC和并行PC的I／O性能进行了评价与比较，最后给出结论及建议。     

一种扩展PC机I/O端口地址的方法

介绍了一种新的扩展PC机I／O端口方法,并给出了一个应用实例。     

Linux系统中网络I/O性能改进方法的研究

选择并设计高效的网络I/O模型是改善服务器性能的关键。该文通过对Linux系统中几种网络I/O模型的分析和研究,提出3种改善网络I/O性能的方法,并讨论这3种方法在Linux系统中的实现技术。实验结果验证了该方案的有效性。     

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。