基于空间局部性的PCM和DRAM混合内存页面调度算法简

提出一种新的PCM（phase change memory,相变内存）和DRAM混合内存构架页面调度算法CLOCK-S。该算法根据一个内存页的读写属性以及相邻页的空间局部性,把该页调度到不同的存储器中,从而达到减少对PCM的写操作,延长其寿命的目的。该算法利用各个存储器的优点,避免其缺点。实验表明,相较于传统页面调度CLOCK算法,该算法可减少对PCM的写操作平均达10％。     

子页感知的闪存页面置换算法

根据闪存的独特物理特性,提出了子页感知的闪存页面置换算法.该算法引入了子页技术和基于相似概率的部分更新机制,既可以提高闪存存储系统的性能,又可计算每个内存页的置换值,并选择了置换值最小的内存页为牺牲页.实验结果表明,新算法在页面命中率、读/写操作次数、运行时间方面均具有优势.     

基于写页面热度的混合内存页面管理策略

针对阻变存储器(RRA M)写延迟大的问题,提出一种基于写页面热度的混合内存页面管理策略,将写页面进行冷热区分,存于动态随机访问存储器(DRAM)上,减少RRAM上的写数量.在基准程序集PARSEC下对混合内存系统的性能进行测试与分析.结果表明,所提出的页面管理策略可以有效地提高系统性能.     

基于随机映射的相变内存磨损均衡方法

相变内存(PCM)是一种使用相变材料存储数据的内存技术,具有非易失、存储密度高、低能耗和扩展性强等优点,但也存在写操作次数有限的缺陷。为了克服该问题,近期的研究主要集中在优化写操作和磨损均衡技术2个方面,但这些技术对于快速磨损PCM并使之失效的恶意攻击还存在一定的缺陷。该文提出一种PCM磨损均衡方法,将内存分成2个层级,不同的层级拥有各自独立的地址随机映射表,不同层级的内存单元根据该表将逻辑地址转换为物理地址。同时,地址随机映射表根据不同层级的写操作次数阈值进行动态更新。该方法不仅实现了PCM的磨损均衡,而且能够抵御恶意磨损程序的攻击。实验表明:相比已有的3种磨损均衡方法,该方法的磨损均衡效果提升高达87.5%;同时,对性能的影响不超过6%,增加的存储开销不超过内存总体大小的1‰。     

虚拟机内存轻量级检查点研究

针对传统的虚拟机检查点粒度大和做检查点时停机时间长的问题,采用空闲内存页面排空、写时复制和增量检查点来解决传统虚拟机检查点的问题,通过这三项技术使检查点技术轻量化.空闲内存页面排空通过在检查点中排除空闲页面,可以减少虚拟机检查点文件的大小;写时复制通过在虚拟机内存写入时进行内存页面复制,可以减少做检查点的时间;增量检查点通过内存增量页面的计算,检查点只包含增量信息,可以减少虚拟机检查点文件的大小.在虚拟化平台Xen上的实验结果表明:采用写时复制技术减少了做检查点过程中虚拟机的停机时间,停机时间不超过300ms,并可使检查点这一过程对上层应用透明;采用内存排空技术和增量技术来做检查点,使得检查点文件的大小减少20%.     

基于手持设备能力的页面拆分算法

随着移动计算的发展,通过手持设备存取Web将越来越普遍。手持设备的限制和多样性要求同一Web页面具有不同的表现形式,因此需要对Web页面进行选择、拆分等自适应操作以满足手持设备能力的限制。为了提高自适应页面的质量,提出一个两阶段页面拆分算法。该算法在保证自适应页面正确性的基础上,提出量化评估函数以保证每个小页面的语义连贯性和最优的资源利用率,从而增加页面的可用性。该算法已应用于多个样本页面,结果表明拆分结果具有较好的可用性。     

内存推移理论及其实验

双空间存储器是2013年发明的新型存储系统,其核心是内存空间在巨大的双空间存储器上的映射理论——内存推移理论.介绍了所构建的第一个双空间存储器实物系统,并在该系统上首次实施了内存推移理论.完成了对双空间存储器和推移锁存器组的实物设计及实现,并在实物实验系统上成功实施了内存推移操作,从而证实了将内存空间在双空间存储器上推移的理论的正确性,成功解决了内存空间与巨大的双空间存储器随机访问空间的对接问题,奠定了构造双空间存储器和实施内存推移理论的实践基础.所构造的实物系统包含一块TQ2440Core 2.0核心板、1 GB双空间存储器和由8个12位推移锁存器组成的推移锁存器组.将该核心板对其2 MB内存空间的随机访问自动落实为对1 GB双空间存储器字空间上指定位置的随机访问,并利用推移指令在双空间存储器的字空间上实现了窗框移动操作.     

计算机操作系统页面置换算法教学中的几点探讨

整个操作系统课程可大概分为处理机管理，存储器管理。设备管理、文件管理，用户界面和接口五部分。其中，内存是计算机工作的瓶颈，存储管理得当能较大的提高系统效率。页面置换算法是存储管理中重要的一环。     

基于非易失性存储器的存储系统技术研究进展

 非易失性存储器（NVM）主要包括两类,即适用于外存的、块寻址的闪存和适用于内存的、字节寻址的持久性内存。相比于传统磁盘,闪存具有性能高、能耗低和体积小等优势;相比于DRAM（动态随机存储器）,持久性内存如PCM（相变存储器）、RRAM（阻变存储器）等,具有非易失、存储密度高以及同等面积/内存插槽下能给多核环境的CPU 提供更多的数据等优点,这些都为存储系统的高效构建带来了巨大的机遇。然而,传统存储系统的构建方式不适用于非易失性存储器,阻碍了其优势的发挥。为此,分析了基于非易失性存储器构建存储系统的挑战,从闪存、持久性内存两个层次分别综述了它们在存储体系结构、系统软件以及分布式协议方面的变革,总结了基于非易失性存储器构建存储系统的主要研究方向。     

基于周期性和延迟代价的页面调度算法

针对缓存页面调度算法难以进一步大幅度提高命中率以改善系统性能的现状,提出了一种新算法.对页面访问的时间、位置和数量进行了统计,对页面读取延迟的时间范围进行了计算分析,设计了增加代价位的缓存数据结构,从而提出了基于周期性和延迟代价的页面调度算法,并对算法进行了调度模拟和实施验证.结果表明:当时间尺度为跨指令周期时,页面访...     

存储器读取方法以及数字存储器装置

该发明提供一种存储器读取方法以及数字存储器装置,该方法包括接收页面数据读取指令,以选定数字存储器装置的页面;回应接收页面数据读取指令,设定第一状态位及第二状态位为忙碌状态,自选定的页面载入数据至数字存储器装置的页面缓冲器,页面缓冲器至少分割为第一部分以及第二部分,对页面缓冲器的第一部分的数据执行一第一错误更正程序而建立一第一错误更正数据;当完成第一错误更正程序时,重置第一状态位为不忙碌状态;回应接收页面数据读取指令,对页面缓冲器的第二部分的数据执行一第二错误更正程序而建立一第二错误更正数据;当完成第二错误更正程序时,重置第二状态位为不忙碌状态。该发明可以提高存储器装置的读取效能。     

一种基于双窗口的NAND闪存缓冲区管理算法

为提升NAND闪存使用寿命和存储性能,提出了一种基于双窗口的NAND闪存区管理算法DW-LRU。DW-LRU算法利用4个LRU链表来捕获访问次数和冷热特征,且根据访问新近度将页面分为了6类:冷干净页面、冷脏页面、旧热干净页面、非旧热干净页面、旧热脏页面、非旧热脏页面。算法在冷干净LRU链表上设置了一个静态窗口,避免最近写入缓存区中的冷干净页面被频繁置换出;在热脏LRU链表上设置了一个动态窗口,用来处理长时间没被访问的热脏页面。实验结果表明:与LRU、LRU-WSR、PR-LRU算法相比,DW-LRU算法缓冲区命中率平均提升了16.8%、12.3%、2.8%。DW-LRU算法可以提高缓冲区命中率,减少闪存写操作次数和算法运行时间。     

一个基于日志服务器的内存数据库恢复系统

在内存数据库中,由于内存的易失性使得数据库的恢复较为复杂,而恢复过程涉及到I/O操作,对系统的整体性能影响很大.文章提出了一个基于日志服务器的内存数据库恢复系统,日志服务器能有效地减少内存数据库记录日志和检查点的开销;给出了系统的整体结构、日志记录过程和恢复算法;并对一些关键技术,如脏页缓冲、检查点等进行了详细分析.     

一种降低DRAM系统刷新功耗的混合主存设计

传统计算机体系结构中主存由动态随机存取存储器(DRAM)构成,而DRAM的刷新功耗随容量的增大而急剧增大.为应对这一问题,业界开始关注新型非易失性存储器(NVM).NVM具有掉电后数据不会丢失、不需刷新的优势,然而它们仍然处于研究阶段,单颗芯片的容量和价格不足以媲美DRAM,距离大批量投入商用仍有一段距离,因此,DRAM和NVM的新型混合主存结构被认为是下一代主存.本文提出一种SignificanceAware Pages Allocation(SA-PA)混合主存设计方案,通过将关键页分配到DRAM中,非关键页分配到相变存储器(PCM)中,采用DRAM和PCM并行结构,并采用Reset-Speed技术提高PCM的写速度,从而实现在不过分降低系统性能的前提下降低系统功耗的目的.结果表明,本文提出的SA-PA混合主存结构使得系统功耗平均下降25.78%,而系统性能仅下降1.34%.     

一种利用内存保护技术实现程序踩内存的检测方法

提出了一种程序踩内存的检测方法。利用内存保护技术,在应用程序申请内存后根据情况将其所申请的内存页面属性设置为只读。如果应用程序发生不当的内存访问,将极有可能踩到属性为只读的内存页面,从而引发内存访问冲突异常。提示发现程序踩内存事件并准确定位错误代码。通过进行针对性的维护操作,达到优化程序、提高软件可靠性和安全性的目的。     

LCDJ:面向内存集群计算的局部感知连接算法

等值连接是数据库系统中最为重要的操作之一,哈希连接在处理等值连接时,表现出较高的性能.在分布式内存数据库系统中,数据即已分布式地存储于多个节点上,哈希连接通常情况需要将参与连接的两个关系表在连接属性上按照相同的哈希函数进行数据重分区,从而保证连接属性值相同的元组被传输到同一个节点上进行本地连接操作.由于内存数据处理速率远远高于网络的数据传输速率,因此数据重分区占据了连接算法的绝大部分时间,成为分布式内存数据库系统中等值连接操作的性能瓶颈.本文提出了一种新颖的分布式内存数据库环境下的等值连接算法LCDJ(Locality Conscious Distributed Join),在充分利用高效的内存计算的同时尽量减少网络数据传输量.算法首先对每个表连接属性的数据分布进行精确的统计,并结合并行度和计算负载均衡因素,进而建立代价模型来衡量不同调度策略下的时间开销,并求出最优的调度策略.LCDJ实现于基于内存的分布式原型系统Claims中.实验结果表明,本文所提算法有效地降低了网络传输代价,大幅度减少了响应时间,比起当前流行的Hive和Shark等系统有明显的性能提升.     

FIFO页面置换算法的实现以及异常问题的讨论

在操作系统虚拟页式存储管理中,当系统总没有空闲页时,则要进行页面置换。针对FIFO页面置换算法以及它可能存在的异常问题进行了讨论,最后模拟实现FIFO页面置换算法。     

灾备场景下OpenStack虚机实时迁移网络研究

根据现有研究成果,介绍了LM和DR当前正在执行的方式及其在远程网络环境中的操作,并以此来讨论相关问题和瓶颈。长距离环境中的流量重定向是整个过程的重要部分,它直接影响LM和DR的透明度。在虚机迁移中,活动VM中运行的应用程序修改内存页的速率会显著影响迁移过程的效率,采用低内存页面修改率优先的迁移方式比标准迁移方式减少了21%,。通过对比目前OpenStack标准的随机迁移机制和优化后的迁移机制,优化后的迁移策略能够减少迁移总时长。     

现场可编程门阵列实现液晶显示控制的新方法

提出了一种用现场可编程门阵列实现阵列式液晶显示控制的方案.采用总线窃取的存储器操作方法,使外部对存储器的操作请求与显示页扫描完全独立,避免了数据读写对屏幕显示的干扰.为提高控制器对色彩的操控性能及屏幕显示效果,提出了一种多层多分块的存储器组织构架,允许在小容量存储时采用单页伪彩显示,而当存储容量扩大时自动支持多页真彩显示.在屏幕写入操作功能上,可以实现与任意指定块对应位置值的逻辑操作,为写屏操作提供了更为方便灵活的方法.     

多核平台的并行实时调度与内存分配算法

多核处理器凭借着低功耗高性能的优势占据了市场.针对多核平台上并行实时任务,提出局部与全局EDF相结合的调度算法,其中任务的截止期划分、执行预算以及迁移时机由所设计的处理器带宽预留服务器决定.同时,提出了内存分配算法,该算法能够更好地为并行实时任务管理内存资源.实验结果表明新的调度算法具有更高的调度成功率.另外,在内存资源竞争的前提下,内存分配算法可以保证并行任务的实时性与系统稳定性.