具有分布式并行I/O接口的分布式并行服务器系统的性能研究

分布式并行是多年来的一个研发热点,但其研发仅限于分布式并行系统的内部.服务器和外界(如客户机)的交互仅通过一条通道(如一台计算机)完成,这一瓶颈限制了系统可靠性/可用性,加速比与效率,系统频带和I/O响应速度等.本文提出的具有分布式并行I/O接口的分布式并行服务器使其中的各节点机均可直接与众多客户机交互作用,设计保证80%以上的客户请求均一次直接发往能提供服务的服务器中的节点机,仅有少量请求需要在节点间进行动态负载再调度.这是一种面向宽带的宽带网络服务器.本文的重点是将这种服务器与单机、镜像/双机热备份、群集服务器进行性能比较.结果表明,具有这种I/O接口的分布式并行服务器性能最佳.这种服务器的第一个版本已经研发成功,投入使用,并将进入市场.     

HPPHM：多维数据并行I/O存储新策略及其性能研究

针对大型多维数据集合中数据存储访问效率较低的缺陷而进行了相应的研究,通过采用并行I/O技术,将多维数据在分布式系统的多个磁盘之间进行分布存储,通过循环拆分法将已有的数据从适用于二维数据扩展到了多维数据中,并通过对循环法进行理论分析,对多维数据存储访问进行研究,提出了一种新的启发式多维数据循环策略,即基于访问步长值Hi与访问长度M互质的启发式策略(HPPHM),实验表明了新算法在并行度和顽健性等性能方面都具有优越性。     

分布式I／O资源虚拟化技术的研究

提出一种可有效整合和使用分布式I/O资源的新方案.该方案实现于操作系统和系统硬件之间,主要采用最新的硬件虚拟化技术,将分布于多主机的I/O资源进行虚拟化和整合,为上层客户操作系统构建一个全局虚拟I/O空间,实现客户操作系统对分布式I/O资源的全局管理和使用.该方案实现于系统软件层,性能较高、实现成本低,并且客户操作系统无需做任何修改.     

并行交换中支持包保序的缓存结构及调度算法

并行交换结构的并行工作原理和负载平衡特性使得属于同一流的分组或者信元被分散到多个交换模块进行处理，在输出端口它们的先后顺序无法得到保证．为了解决该问题，本文提出一种支持包保序的新技术，包括两级虚拟输入排队(VIQ)结构和包保序轮询(SKRR)调度算法，并且从理论上分析了这种新技术的吞吐率和时延性能．     

一种自适应多核处理器I/O一致性处理方法

 I/O引发的数据一致性问题是多处理器系统数据一致性问题不容忽视的重要因素.多核使得处理器中的I/O一致性问题变得更加突出.另一方面,I/O访问模式的多样性使得单一的I/O一致性处理方法很难满足多样的I/O应用需求.本文首先分析了I/O应用访问模式,提出了I/O数据访问的七种特性;并根据I/O数据的访问特性提出了一种新型的自适应多核处理器I/O一致性处理方法,使得I/O一致性处理可以自适应地根据I/O应用进行动态调整,从而满足不同应用需求;最后,我们对自适应的I/O一致性处理方法进行了性能评测,评测结果表明该方法对不同的I/O应用均能获得很好性能.     

数据筛选技术在并行I/O中的应用

Collective I/O是并行I/O的一种实现方式,然而科学应用中的请求并不总能很好地满足进行Collective I/O的前提条件.根据工作站网络的特点,在并行I/O系统CION(Collective I/O on Now system)中将数据筛选技术与之紧密结合,充分发挥了Collective I/O的功效.性能测试显示了数据筛选对系统性能的显著提高.     

并行I／O口在高速实时数据通信中的应用

文章较为详细地介绍了利用上下位机的并行I/O口进行高速实时通信和传输数据的新方法。该方法基于快速响应中断通过上下位机的并行I/O口实现实时通信和传输 ,一次数据通信时间为 5 0 μs左右 ,很好地解决了核聚变实验装置对快速控制的要求。同时该方法也对其他每次传送数据量不大但要求快速响应的实时控制系统的实现具有参考价值。     

一种集群计算并行I/O中启发式文件分类分配策略研究

提出了一种新的应用于集群计算环境的文件分配算法,即启发式文件分类分配算法(Heuristic FileSorted Assignment algorithm,HFSA),它在保证系统负载基本均衡的前提下,按相似的访问服务时间对每个待分配的数据文件进行磁盘分配.具体实现时,首先对待分配文件按它们的服务时间大小进行排序,然后从集群中选择一个结点的磁盘,将有序的若干文件连续地分配到该磁盘上,直接该磁盘达到最大负载时为止.通过对新策略与已有的贪婪文件分配法进行实验比较,结果表明:在访问响应时间方面,系统轻负载时,缩短了20.2%,系统重负载时,缩短了31.6%,并且数据访问的速率越高,由启发式文件分类分配策略所改善的性能就越明显.     

一种面向边缘计算的可扩展网络I/O框架

作为当前的研究热点,边缘计算可以在网络边缘部署计算、存储和网络资源,为用户提供云化服务,以满足新兴应用的处理需求。但是,当前网络I/O模型的扩展性问题使得运行在边缘节点上的边缘应用难以有效地利用丰富的边缘物理资源处理海量用户的网络请求。针对边缘计算场景下网络I/O模型的数据竞争和负载不均衡问题,提出了一种新的可扩展网络I/O模型。通过试验可以看出,利用该模型的边缘应用具有良好的性能和可扩展性。     

Linux2.6预测I／O调度程序研究

硬盘寻址是操作系统中最慢的操作之一,对硬盘的访问性能直接影响着操作系统的总体性能,因此对提交给硬盘的I／O请求进行公平高效的调度成为操作系统里必不可少的功能部分。Linux2．6内核里的预测I／O调度程序利用读预测机制减少了硬盘寻址操作,从而保证了很高的全局吞吐量,同时还通过引入防止饥饿的请求分派机制保证了请求之间的公平性。     

一种基于优先级的综合接入系统自适应I/O调度方案

该文介绍了综合业务接入系统的基本结构,提出了一种新的基于优先级的参数自适应轮询I/O调度(Priority based parameter self adapting round-robin I/O scheduling)方案,给出了该方案在综合接入系统I/O调度中的实现方法,并对几种调度方案的性能进行了实验比较。     

并行与分布式计算动态负载均衡策略综述

动态负载均衡(Dynamic Load Balancing,DLB)是提高动态和非规则问题计算效率与规模的一个挑战问题.阐述了DLB的一般性问题,根据DLB策略的主要特征给出了一个综合分类方法,按分类对近30年提出的各种主要DLB策略做了细致的分析和深入的比较,并做了策略有效性分析.在总结现有研究成果基础上,分析了该领域的最新发展趋势,为下一步的研究提出了新的问题和思路.     

基于内部标签的综合接入系统输入输出调度方案

本文在介绍了综合业务接入系统的基本结构基础上 ,介绍了自治系统内部标签 (ILP)信令格式 ,提出了一种新的基于优先级的参数自适应轮循调度 (Priority -basedParameterAuto -adaptiveRound -robinScheduling)方案 ,以及该方案在基于ILP的综合接入系统I/O调度中的实现方法 ,并对几种调度方案的性能进行了实验比较     

DSP并行I/O自举加载方法研究

分析了TMS320VC5402二次引导法的特点,明确了该方法对用户程序大小的要求。结合工作实际,提出了一种切实可行的并行I/O空间自举加载方法。对于并行I/O空间自举加载方法,如果TMS320VC5402有扩展RAM,则用户程序最多为36 kW(微计算机模式)或略小于48 kW(微处理器模式);如果TMS320VC5402无扩展RAM,则用户程序的最多为15.875 kW。实践证明,该方法构思新颖、操作简单,并能简化系统软硬件设计工作,具有很高的实用价值。     

神经元芯片的并口I/O对象及其应用

Lonworks技术的核心是神经元芯片 ,文中详细描述了神经元芯片TMPN3150应用模式中的一种———并行口I/O模式 ,给出了基于该并行口I/O模式开发Lonworks协议与RS-232标准转换的互连适配器的设计方案