基于磁盘阵列的多队列实时I／O调度算法

研究磁盘阵列的Ｉ／Ｏ调度问题,给出了建立在实时操作系统上的系统调度模型,在分析磁盘的Ｉ／Ｏ调度算法的基础上,提出一种适合磁盘阵列的多队列实时调度算法,该算法为每个磁盘指定了一个请求队列,并根据请求之间的依赖关系确定可并行执行的任务组,测试结果证明,新算法具有很好的性能。     

网络磁盘阵列I/O请求并行调度策略

在研究网络磁盘阵列I／O请求处理过程中,利用网络通道与I／O通道的并行操作,提出了网络磁盘阵列I／O请求并行调度策略,并给出了详细设计与实现．该策略由同步控制和并行调度两阶段组成．控制程序初始化完成后,进入同步控制阶段,同步控制阶段操作I／O请求信息队列,并根据当前条件启动并行调度阶段的不同步骤．并行调度阶段按照启动顺序完成I／O请求,并返回下一次同步控制．研究结果表明,并行调度策略能有效地提高网络磁盘阵列的性能．     

UNIX 实时 I/O 调度策略调试器的设计

分析了在实现ＵＮＩＸ的实时Ｉ／Ｏ调度策略时遇到的难点,阐述了一种在ＵＮＩＸ核心外进行调试的方法,并设计了用于在ＵＮＩＸ核心外调试实时Ｉ／Ｏ策略的调试器．在这种调试器的帮助下,很容易设计实现ＵＮＩＸ的多种实时Ｉ／Ｏ调度策略．     

UNIX实时I／O调度策略调试器的设计

分析了在实现ＵＮＩＸ的实时Ｉ／Ｏ调度策略时遇到的难点，阐述了一种在ＵＮＩＸ核心外进行调试的方法，并设计了用于在ＵＮＩＸ核心外调试实时Ｉ／Ｏ策略的调试器。在这种调试器的帮助下，很容易设计实现ＵＮＩＸ的多种实时Ｉ／Ｏ调度策略。     

虚拟化存储技术的I/O调度研究

虚拟存储是存储技术发展的重要方向,它屏蔽了大量异构设备的差异性,向用户提供简单的逻辑存储访问接口。通过虚拟层的I/O调度,应用程序对虚拟存储空间的I/O请求被转化为对物理存储设备操作的I/O命令。介绍了虚拟化存储技术的I/O调度的三个层次：主机级、设备级和网络级,分析了中间驱动层虚拟存储I/O调度机制和适配器驱动层虚拟存储I/O调度机制,最后探讨了虚拟存储I/O调度的智能化和并行化。     

基于I/O受限进程识别的虚拟处理器调度机制

针对多核平台的虚拟化环境中客户机与虚拟机管理器(virtual machine monitor,VMM)之间语义缝隙造成客户机I/O性能下降的问题,提出了一种基于I/O受限进程识别的虚拟处理器(virtual CPU,vCPU)调度机制。该机制在客户机内部利用推断技术识别I/O受限进程,通过客户机与VMM的协作实现I/O事件与I/O受限进程的关联,利用保证客户机之间公平性的虚拟对称多核处理器(virtual symmetric multi-core processor,vSMP)Internal调度算法,优先调度与I/O事件关联的I/O受限进程所在的vCPU来桥接客户机与VMM之间的语义缝隙,提高拥有vSMP的客户机中I/O负载性能。测试结果表明,相比于KVM虚拟化环境的CFS调度机制,该机制可以在保证客户机CPU公平性的前提下,有效提升运行混合负载的vSMP客户机中I/O负载性能,同时只增加较小的客户机额外开销,可以应用在负载多样性和不可预测性的虚拟桌面和云计算环境中。     

解析Java中的阻塞I/O与非阻塞I/O控制

分析了新、旧I/O API工作原理及其可伸缩性方面的差异,阐述了如何用选择器通道技术让SocketChannel工作在非阻塞I/O模式下,以实现服务器与客户端无阻塞的、流畅的数据读写,使服务器能在较小的系统开销情况下更有效地、并发地为大量客户机提供服务,提升系统性能.     

解析Java中的阻塞I/O与非阻塞I/O控制

分析了新、旧I／OAPI工作原理及其可伸缩性方面的差异，阐述了如何用选择器通道技术让SocketChannel工作在非阻塞I／O模式下，以实现服务器与客户端无阻塞的、流畅的数据读写,使服务器能在较小的系统开销情况下更有效地、并发地为大量客户机提供服务，提升系统性能．     

高性能I/O架构与系统研究

本文探讨了高性能I/O的关键技术,指出了并行技术和调度策略是提高I/O性能重要手段,深入分析了各种调度策略。并总结了目前研究中的热点问题,指出未来的研究方向。     

适配器驱动层并行I/O调度性能分析

对适配器驱动技术进行了研究，提出了一种可扩展的并行I／O方法．这种方法将多DMA通道和I／O接口集成到适配器中，可实现I／O命令的多通道并行处理，从而以较低代价实现外围设备I／O性能扩展．建立并行I／O的SPN模型，对这种结构下各I／O环节对设备栈I／O性能的影响进行了分析，重点研究I／O请求量与系统IRP流量和I／O通道利用率的关系，并结合测试数据对分析结论给予了证明．     

实时双头镜像磁盘容错模型的设计及分析

为双头镜像磁盘系统建立错误模型,在该模型的基础上描述了双头镜像磁盘系统的容错调度算法．提出一个实时双头镜像磁盘系统的实时容错模型,并对容错性能进行了详细分析,推导出系统在完成一个实时Ｉ／Ｏ任务时的失败概率．该容错模型的建立将使实时双头镜像磁盘系统具有更强的健壮性．     

双头磁盘系统的实时调度算法

对双头磁盘系统模型和调度算法进行实时化扩展,设计了三种实时调度算法：最早截止期优先（ＥＤＦ）算法,可满足的最早截止期优先（Ｆ－ＥＤＦ）算法和忽视超期限请求（ＩＧＭ－ＥＤＦ）算法．由于这三种算法充分考虑了Ｉ／Ｏ请求的截止期限,使双头磁盘系统能满足更多的实时Ｉ／Ｏ请求．实时调度算法的性能模拟实验表明：实时调度算法比非实时算法能更好地满足实时Ｉ／Ｏ请求的期限要求．三种实时调度算法中,ＩＧＭ－ＥＤＦ的性能最好,它很适用于硬实时应用;Ｆ－ＥＤＦ算法的性能次之,它最适合于软实时应用．     

一种基于智能网络磁盘存储系统的任务调度算法

智能网络磁盘(IND)存储系统现有的调度算法虽然使任务加权总完成时间最优,但是会导致大量任务长期得不到执行而引起“饥饿”现象。针对这个问题,本文提出了一种可控制调度算法 (CSA, Controlled Scheduling Algorithm),把任务划分成步骤链并根据步骤链的执行时间及权重计算出 因子,在选择未执行步骤链时综合考虑 因子的大小与 因子所在任务的已执行时间。实验结果证明,CSA使加权总完成时间与IND现有算法相当,任务的平均周转时间及短任务的完成时间均优于IND现有算法,可以消除“饥饿”现象,较好地兼顾效益性和公平性原则。     

分布式实时UNIX调度策略自动测试系统模型

提出基于分布式实时ＵＮＩＸ系统的调度策略自动测试系统的形式化模型,并研究了该系统核心部分的算法．给出了该自动测试系统模型的软件结构图．结果表明研究的ＵＮＩＸ实时调度策略全自动测试系统模型具有一定的通用性,根据该模型很容易设计出各种软件自动测试系统     

Challenge and Methods of Synchronous Disk I／O

At present, I/O is the performance bottleneck limiting the speed of computer systems. A large number of I/O operations are synchronous read/write operations of only small data blocks. However, reducing the latency of synchronous I/O operation is a non-trivial problem. In this paper, we propose two methods to address this problem. The first method, FastSync, uses a cache disk optimized for write operation via use of a disk-head position prediction algorithm. In this way, disk capacity is traded for synchronous I/O performance. The second method, LND, uses free memory capacity in a network environment as a cache disk for the buffeting of synchronous I/O operation. Data integrity in FastSync is ensured by using a data log on the cache disk, whereas in LND, integrity is ensured by the storage in distributed memory of multiple copies of each data block. Both methods succeed in dramatically increasing the performance of synchronous I/O operation. The performance of LND is limited by the network speed, whereas performance of FastSync is determined mostly by the data block size.     

分布式系统中一种基于EDF的实时容错调度算法及其分析

将任务分配算法与处理器调度算法相结合，提出了分布式系统调度的一般方法。给出当处理器调度算法为EDF，且容错采用主／副版本技术时任务集所需最小处理器个数的计算公式。给出满足以上条件的任务分配算法（针对任务集动态产生的情况）和任务集所需最小处理器个数算法。模拟结果显示：算法是有效的，且表明任务集所需处理器数与任务资源利用率有关。     

一个基于RM的弱硬实时调度算法

在定义弱硬实时系统周期任务模型的基础上,提出基于RM调度策略的弱硬实时调度算法PV-RM.PV-RM调度算法在对任务的未来行为进行预测的基础上,通过将任务在抢占段和让步段之间切换,动态调整任务的优先级以反映紧迫程度.在系统过载时,PV-RM调度算法按照任务的初始优先级,为重要的任务提供满足其弱硬实时约束的服务,为其他任务提供尽力而为的服务.给出了PV-RM调度算法的可调度性分析及可调度判定不等式,并通过示例分析说明了该算法的有效性.     

多处理机系统的高效实时容错调度算法

在容错调度算法副版本后调度算法（ＢＫＣＬ）的基础上,提出一种高效实时容错调度算法（ＥＢＫＣＬ）．对于具有容错需求的实时任务而言,由实时容错调度算法所产生的调度可保证在多处理机实时系统中一个处理机失效时,实时任务仍然可在截止时限内完成．在ＥＢＫＣＬ算法中,如果两个实时任务的基版本分配在不同的处理机Ｐｉ和Ｐｊ上,且这两个实时任务的副版本被调度到同一个处理机Ｐ上,则两个副版本之间允许有时间上的重叠．模拟实验证明,使用多个实时任务副版本之间的时间重叠技术,ＥＢＫＣＬ大大提高了调度的性能