浅析伙伴系统的分配与回收

分配效率、碎片问题是操作系统中内存分配的两大问题。一个好的分配器应该能够快速地满足各种大小的分配要求，同时不能产生大量的碎片浪费空间。基于数据结构中的伙伴系统的分配与回收思想给出了一个有效的算法。     

面向新一代神威超级计算机的高效内存分配器

随着应用程序规模的增大，应用程序对计算资源的需求也日益增加，超级计算机为满足这一需求提供了良好的平台。传统的超级计算机主要面向科学计算程序，而近年来应用的多样化对超级计算机的软硬件设计提出了新要求。该文在新一代神威超级计算机上发现了在动态运行模式下内存分配的性能问题，并针对神威的体系结构特征和应用特征，设计了高效的内存分配器——SWAlloc。实验结果表明：SWAlloc可以将超大规模机器学习训练框架八卦炉的内存分配速度提升至多75 839倍；对随机生成的内存分配记录和标准测试程序集PARSEC中的内存分配记录的测试结果，验证了SWAlloc在不同应用上的通用性和高效性，可将神威超级计算机上PARSEC的内存分配效率提升至多51倍(平均提升36%)。SWAlloc已经布署于新一代神威超级计算机上，并用于SWPytorch、 SWTensorFlow等超大规模应用。     

分布仿真系统中的动态内存分配算法

针对分布仿真系统中的内存分配问题,提出了一种基于VMIC的内存分配算法,利用向量和映射相结合的方式对VMIC板卡的内存空间进行动态分配和释放。试验表明,该算法能够准确地为仿真数据分配和释放空间,处理内存分配和释放过程中出现的异常,且能够及时合并空闲空间以减少内存碎片,从而满足分布仿真系统对大量数据的存取需求。     

一种基于VMIC网的内存分配算法

为了满足分布式仿真系统中大量数据的存取需求，提出了基于VMIC网的内存分配算法，利用链表对VMIC板卡内存进行了动态分配和释放；实验表明：算法能为每条仿真数据准确地分配唯一存储空间，能够及时合并空闲空间以减少内存碎片，并能够有效处理内存分配和释放过程中出现的异常，从而较好地为仿真系统提供充分的数据支撑。     

基于C++的高效内存池的设计与实现

为了高效、安全地利用计算机内存资源,在大型的软件设计中,往往要进行大量的内存分配与回收操作,为此,C++专门提供了malloc等相关函数进行操作,这些函数能够满足一般的使用,但由于它们调用了操作系统API,所以实际使用时会在操作系统中产生大量的内存碎片,让内存分配成为效率瓶颈,从而降低系统性能.基于此,通过对循环首次适应算法进行改进,设计并实现了基于C++的高效内存池,大幅提升了内存分配与回收的效率.同时,还为内存池编写了相关的分配子,使其能与C++标准库无缝对接,提供了若干具有垃圾回收功能的智能指针,提高了内存管理与程序运行的效率.     

VxWorks内存管理机制研究及改进

对于没有内存管理单元MMU机制的嵌入式系统,采用实存储器管理策略的关键问题是有效、安全、可靠地使用内存。文中通过研究嵌入式开发对内存管理的基本要求、嵌入式开发内存管理的关键问题和VxWorks内存管理机制,给出了新的内存分配方案,即把除VxWorks系统保留内存以外的内存分为三种类型进行管理:固定大小的缓冲池、动态可变的堆以及由各种固定大小的缓冲区组成的队列。这种分配方案有效的满足了不同上层应用使用内存的需求,并且有效地避免了内存碎片问题。     

嵌入式Linux中执行自动化脚本的内存管理优化研究

针对嵌入式Linux解析和加载XML脚本数据时频繁申请、释放内存产生的内存碎片问题,本文提出了一种有效避免内存碎片的内存池管理方法——SGI STL的内存池方案。本文提供的内存管理方案在实践中运行效果良好,并且可以扩展到任何可能涉及产生内存碎片的应用场景中。     

实时操作系统保护模式下的内存管理策略

提出了保护模式下实时操作系统实现内存管理的一种实现方案，改进了内存分配的边界标识算法，将内存块的控制信息和用户实际使用内存空间完全隔离，在分配算法中增加了搜索指针，提高了系统运行速度，同时，采用虚拟存储器的管理方法，对内核空间和任务空间进行保护，并采用位图管理任务逻辑地址空间。更好地满足了实时操作系统高可靠性和高实时怀的要求。     

TurboC堆应用技术

Ｃ语言是一种应用愈来愈广泛的语言，堆的应用技术是Ｃ程序设计关键技术之一。本文介绍了ＴｕｒｂｏＣ的内存映射、堆的概念和管理方法，并提供了如何正确申请堆空间，如何实现内存共享，如何防止内存“泄漏”，如何防止内存冲突以及消除内存碎片的方法。     

水平管气液环状流在新型分配器中的分配研究

设计了一种新型三通型两相分配器，该分配器主管侧壁均匀分布着直径均为3．5mm的8个小孔，主管中的气液混合物通过安装在主管外壁上的环室进入侧支管．通过在空气一水实验台上对水平管气液环状两相流通过该分配器进行的实验研究发现：与传统三通分配器的分配特性不同，该分配器的液相会优先进入侧支管．建立了相分配模型，认为对于环状流，通过管壁小孔的液膜将被小孔捕获，从而进入侧支管．该模型还提出了分配影响区修正系数，实验发现该系数与入口干度成线性关系．预测的气液相分流系数、主管出口与直通管间压力损失与实验结果吻合得很好，最大误差为7．24％．     

AVR单片机实时系统内存分配算法的研究

由于AVR单片机存储资源十分有限,因此对内存的分配及使用会直接影响到整个系统的性能.对设计并实现的嵌入式操作系统iDCX 128的内存分配进行了测试,结果表明由于系统采用首次适应算法,在进行多次内存分配后,内存空间利用率不高.因此对其内存分配算法进行改进,通过修改内存区存储任务的堆栈结构及分配机制,使其成为最佳适应算法.实验结果表明改进后算法虽然浪费少量存储单元,并相应地增加了算法执行时间,但内存的整体利用率却得到了较大的提高.     

海岸带地区空间治理机制

 海岸带因其区位优势与丰富的自然资源，具备较大的开发价值，促使人口集聚，经济开发活动频繁，短期经济利益追求与长期生态环境保护之间的矛盾突出。海岸带空间治理是海洋强国背景下为了达到海岸带空间资源有效配置与多元主体利益平衡的公共管理过程，也是全球治理理论以空间为切入点在海岸带领域的重要应用。针对海岸带陆域土地开发与污水排放、近海渔业资源与灾害威胁等问题，研究了全球海岸带空间治理机制及其运行模式，包括激励、协调与约束3大类机制。     

电弧阴极区性质的研究

采用一维非平衡等离子体模型讨论了阴极区的等离子体性质 ,阴极区被分为电离区和空间电荷区 .数值计算结果表明 :在电离区 ,电子的能量由焦耳热提供 ,而离子的能量主要通过离子电子碰撞获得 ,空间电荷区的电位降约为 5 .4V .     

焊接HAZ微区转变及晶粒长大规律研究

采用不同热输入对12mm SS400超细晶钢进行焊接,并对焊接接头过热区、正火区及不完全正火区晶粒长大程度与组织变化情况进行分析.结合有限元数值模拟的方法研究焊接热影响区及各子区宽度、组织、硬度随热输入的变化规律,得出焊接热输入与HAZ宽度关系曲线符合Boltzmann平衡态理论.试验结果表明,热输入为9.6~22kJ/cm进行焊接时,HAZ及各子区宽度变化较小;当热输入大于22kJ/cm时,HAZ宽度随热输入的增加而增加,尤其正火区宽度大幅增长.同时,过热区组织随着热输入增加片状贝氏体减少,逐步形成粗大的魏氏组织.接头硬度峰值逐渐升高,局部软化区逐渐扩大.在大热输入焊接时,焊接预热可有效抑制热影响区宽度发展.     

川江河谷带气候特征及发展荔枝龙眼优势条件分析

川江河谷带是我国内陆区水热条件十分优越的一块特殊区域 ,南亚热带水果荔枝、龙眼在该区有十分悠久的种植历史 .本文讨论了川江河谷带气候类型的划分问题 ,分析了四川荔枝、龙眼对气候、土壤条件的基本要求 ,并阐述了该地区发展荔枝、龙眼的气候、土地、土壤、品种资源等多方面优势 ,对其发展前景进行了预测     

Windows系统DMAVxD核心技术剖析及应用研究

从DMA控制器的硬件出发,用一个数据结构概括了它的结构描述,比较了DLL和VxD(SYS)虚拟设备驱动程序开发的性能,全面论述了Windows操作系统下VxD机制的DMA虚拟设备驱动程序开发的核心技术,即物理毗邻内存的申请、使用以及释放问题,对于3种可用的申请物理毗邻内存的方法进行了彻底剖析,并比较了优缺点,并且将其成功地用于AMCC5933视频信号采集卡的开发课题中.     

基于预留的CPS动态内存分配方法研究

信息物理融合系统(CPS)是一种深度嵌入式分布式实时系统,时效性是其关键属性。由于CPS的节点中内存资源有限,当多个实时任务并发执行竞争内存时,将导致任务错过截止期,严重影响CPS的时效性。针对该问题,提出了基于预留的动态内存分配方法,通过为并发执行的实时任务分配私有预留内存块和共享预留的内存块的方法,对内存进行高效管理,有效避免了任务竞争内存资源导致的系统时效性下降的问题。实验结果表明,在有限的内存资源环境中,提出的CPS动态内存分配方法有着更低的截止期错失率以及更高的系统稳定性。     

有效利用片上分块存储器

为了提高嵌入式多媒体应用的实时性能,提出了一种最大化数据并行访问以便充分发挥CPU处理能力的片上存储器分配方法。CPU指令的并行数据访问以及CPU与直接存储器存取(DM A)的并行访问都可能导致冲突,片外存储器的慢速存取也会导致CPU流水线停止。根据CPU处理数据的需要分配片上存储器,采用DM A动态地将数据转移到片上,减小存取慢速片外存储器带来的延时;充分利用CPU多条数据总线并行访问多个存储器块的能力和双端口存储器(DARAM)一个周期两次访问的能力,减小存储器带宽的限制。实验结果表明:合理分配存储器,程序执行时间最多减少了48%。存储器分配该方法简单,易于实现。     

火焰炉热交换模型—区域法的改进

本文针对区域法(或称“段法”)在建立火焰炉热交换数学模型的实际计算中存在计算层次太多、占计算机内存太大的缺点,提出了“炉段假想面”区域法。用该法对一座逆流燃油加热炉及一座顺逆流燃油加热炉进行了预示计算。在预示计算中,应用Dunkle提出的几何平均射线行程计算辐射直接交换面积。非线性的区域能量方程组的求解采用Broyden方法。计算结果表明“炉段假想面”区域法比传统的区域法具有计算简单、收敛速度快、占计算机内存少等优点,而且计算精度较高。     

基于linux用户态可自控缓冲区管理设计与实现

为了避免创建缓冲区的过程中,由于多次释放和重新分配内存而导致可能的内存泄露和内存浪费等弊端,采用一种基于用户态的可自行调控的缓冲区管理机制,该管理机制是基于抽象缓冲区虚拟接口而设计的,具有自适应性,并且能够支持动态的内存分配、回收,缓冲区重用机制。研究结果表明:在基于零拷贝的集群并行通信系统中,采用该缓冲区管理机制的设计满足了网络通信系统的应用需求,该方法是一种高效的、可靠的、具有实时性的可兼容的缓冲区管理机制。