基于空间局部性的PCM和DRAM混合内存页面调度算法

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...     

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%.     

一种基于噪音清除的网页削重算法

提出了一种基于噪音清除的网页削重算法.首先应用空间向量模型,仅仅使用<特征词,权重>二元组表示网页,降低削重算法的时空复杂度;其次,通过一组启发式规则来消除网页中包含的“噪音”,消除了无关信息对网页核心内容的干扰.     

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。     

Pre-record:一种高效的进程动态迁移算法

后拷贝迁移算法需要在地址空间不完整的情况下恢复进程运行,导致进程由于缺页错误过多而频频中断,严重影响了迁移的整体效率.针对这一问题,提出了Pre-record算法.该算法延长进程在源节点上的执行时间并对该过程中访问的地址空间页面加以记录,迁移时源节点优先迁移被记录的页面,然后继续推送剩余地址空间页面,保证在缺页错误发生频率最高的进程恢复运行初期能够获取所需内存页面.分析及实验结果表明,该算法能够有效降低迁移过程中缺页错误的发生率,进而提高了进程迁移的整体效率,并具有冻结时间短、剩余依赖度低等优点.     

异构内存系统全局优化的数据预取算法

鉴于现有的数据预取算法不能满足高效能异构计算系统对动态随机存取存储器(DRAM)和非易失性存储器(NVM)相结合的新型异构存储器高效访问的要求,提出了一种模拟退火的全局优化数据预取算法(SADPA)。该算法在启发式搜索模拟退火算法的基础上,引入了随机因子,以避免局部最优,从而确定了全局优化阈值以预取NVM页面的有效数量。实验结果表明,该算法相对于静态阈值调整算法,平均访问延时降低了4%,每个时钟周期内的平均指令数(IPC)增加了10.1%;对于cactusADM应用,该算法相对于软硬件协同的动态阈值调整算法,系统能耗降低了3.4%。     

一种改进的Markov链预测模型

预取技术通过在用户浏览当前网页的时间内提前取回其将来最有可能请求的网页来减小实际感知的获取网页的时间。传统的Markov链模型是一种简单而有效的预测模型,但同时存在预测准确率偏低、存储复杂度偏高等缺点。提出了访问模式树(APT)算法,证明该法能有效减小存储空间。     

Frame页面过滤算法在Web日志挖掘预处理中的应用

W eb日志挖掘是将数据挖掘技术应用到W eb服务器的日志中,发现web用户的行为模式.在介绍了典型的数据预处理技术的基础之上,指出Fram e页面降低了挖掘结果的兴趣性,并提出相应的解决方法-Fram e页面过滤算法消除其影响.通过实验数据对该算法进行验证,说明Fram e页面过滤算法可以显著地提高W eb日志挖掘结果的兴趣性.     

相变储能大体积混凝土的控温性能

提出相变控温储能材料机敏控制混凝土结构温度裂缝技术途径.在混凝土浇注过程中将相变材料掺入使之与混凝土结构一体化,利用相变材料在特定温度范围的热效应控制混凝土内部温度场,从而机敏控制温度应力防止温度裂缝.通过自行设计的温度测试系统,对相变控温混凝土控温性能进行实测研究,结果表明:相变材料不但可以降低大体积混凝土的最高绝热温升值,而且可以降低大体积混凝土升温速度和降温速度,从根本上防止了大体积混凝土温度裂缝的出现.     

对网页PageRank算法的改进

分析了著名搜索引擎Google采用的PageRank算法，指出其偏重旧网页，忽视专业站点以及对网页中的超链接评估不恰当等不足之处。改进算法考察了网页日期这一重要因素，并重新计算网页中超链接对网页的影响。网页结构中蕴涵着丰富的信息，在href,title等标记中文字对网页主题有重要作用，利用结构标记可以辅助判断网页的主题内容。试验结果表明，采用改进的算法可以提高判断网页重要性的准确度。     

一种基于后缀树的中文网页层次聚类方法

为了便于用户浏览搜索引擎产生的搜索结果,结合STC算法和变色龙算法提出了一种中文网页的层次聚类方法-STCC算法。该方法采用雅可比系数修改了STC算法中基本类相似度的计算方法,然后根据基本类相似度矩阵,利用变色龙算法完成网页聚类。实验结果表明：STCC算法与STC算法相比。聚类精度提高将近10％,避免了单链接算法的链式效应,适用于大规模网页聚类。