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改进型锁无关双端队列的设计与实现

计算机系统应用 2012年第3期21卷 125-129页

作者：杨东升张连法中国科学院沈阳计算技术研究所沈阳110168 中国科学院研究生院北京100049

高性能实时系统对系统性能、确定性和容错性有着更高的要求。非阻塞同步在任务同步方面满足要求,实现方法之一就是设计锁无关数据结构。介绍了设计锁无关数据结构算法的关键技术,通过对已有算法不足的分析提出了一种改进型的锁无关双端... 详细信息

高性能实时系统对系统性能、确定性和容错性有着更高的要求。非阻塞同步在任务同步方面满足要求,实现方法之一就是设计锁无关数据结构。介绍了设计锁无关数据结构算法的关键技术,通过对已有算法不足的分析提出了一种改进型的锁无关双端队列算法,介绍了对该算法的实验分析和实际应用。实验结果表明,该算法提高了访问双端队列的执行速度,并避免了多任务间同步引发的死锁、优先级逆转、低容错性等缺点。

关键词：非阻塞同步锁无关双端队列 RTAI

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一种锁无关的数据缓存方法

黑龙江科技信息 2012年第23期 12-12页

作者：刘禹吴彦波孟广仕黑龙江省计算中心黑龙江哈尔滨150036

针对多处理器环境下的并行数据访问,笔者通过引入锁无关的算法和设计思想,改善了传统的基于锁的并发访问控制机制导致的性能低下、无法避免死锁或活锁等问题,提出了一个基于锁无关的缓存数据结构和算法;通过实验与基于锁的缓存机制对比... 详细信息

针对多处理器环境下的并行数据访问,笔者通过引入锁无关的算法和设计思想,改善了传统的基于锁的并发访问控制机制导致的性能低下、无法避免死锁或活锁等问题,提出了一个基于锁无关的缓存数据结构和算法;通过实验与基于锁的缓存机制对比,本文提出的方法具有更好的性能。

关键词：锁无关并行高速缓存

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一种正交分解大数据处理系统设计方法及实现

计算机研究与发展 2017年第5期54卷 1097-1108页

作者：向小佳赵晓芳刘洋龚关俊张晗中国科学院计算技术研究所北京100190 北方工业大学计算机学院北京100144

MapReduce等计算框架的出现开启了大数据处理新纪元,以Hadoop,Spark为代表的大数据处理系统具有大吞吐率、跨平台、高可扩展的优势,并得到广泛应用.然而,为避免与具体的操作系统、硬件平台绑定,这些系统的设计与优化集中在计算模型、调... 详细信息

MapReduce等计算框架的出现开启了大数据处理新纪元,以Hadoop,Spark为代表的大数据处理系统具有大吞吐率、跨平台、高可扩展的优势,并得到广泛应用.然而,为避免与具体的操作系统、硬件平台绑定,这些系统的设计与优化集中在计算模型、调度算法等方面,无法充分利用底层平台的优势.提出了一种基于正交分解的大数据处理系统设计与优化方法,将系统分解为松耦合的多个功能正交的模块,使存储、处理功能分离出来,交给能够利用底层平台操作系统甚至硬件资源的存储、执行引擎,原大数据系统退化为调度平台;进而,提出基于锁无关机制的存储底层优化策略和基于指令超级优化的执行引擎底层优化策略.以此为指导,以Hadoop作为兼容和改进的对象,实现了原型大数据处理系统***既能保持Hadoop的跨平台、高可扩展的优势,又能消除任务执行的瓶颈,其本地化的设计与优化手段对非Hadoop平台同样有效.通过在原型系统上的实验证明,Arion能够提升大数据处理任务的执行效率,最高达7.7%.

关键词：大数据处理系统计算框架本地化锁无关超级优化执行引擎

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基于L4的FIFO通讯机制的研究和实现

基于L4的FIFO通讯机制的研究和实现

作者：方正书兰州大学

学位级别：硕士

目前,嵌入式电子设备已经广泛应用于人们生活的各个领域,除了要求实现必须的功能外,某些特殊的领域还对嵌入式系统提出了更高的要求：在保证嵌入式整体性能的前提下,嵌入式系统还要具有一定的实时性、可靠性和安全性,而且嵌入式系统的... 详细信息

目前,嵌入式电子设备已经广泛应用于人们生活的各个领域,除了要求实现必须的功能外,某些特殊的领域还对嵌入式系统提出了更高的要求：在保证嵌入式整体性能的前提下,嵌入式系统还要具有一定的实时性、可靠性和安全性,而且嵌入式系统的应用软件还具有了通用化的趋势,这也对嵌入式的实现提出了新的要求。以一体化内核为基础的传统嵌入式系统已经很难满足嵌入式系统的发展需求。本文研究的L4微内核由于从根本上解决了IPC的通讯问题,使得整个微内核性能有了质的提高,达到了实时要求,而且其本身的架构特点很好的保证了系统的可靠性。德累斯顿大学的DROPS项目是典型的实时系统和虚拟化技术结合的产物,它以具有实时特性的L4/Fiasco微内核为核心子项目,使用L4Env提供的服务来实现微内核之上的实例运行,实现了操作系统的虚拟化,同时它还允许实时进程实例和非实时进程实例同时运行,典型的非实时实例是L4Linux,它是由标准Linux内核经过简单修改而运行在L4/Fiasco之上的虚拟机。这样只要操作系统可以运行到微内核上,应用就不必因硬件平台改变而做出修改,这种虚拟化实现很好的满足了嵌入式系统应用通用化的趋势。因此研究DROPS项目中实例的通信能使该系统本身功能得到进一步完善,以更好的应用到嵌入式领域,同时也能使我们更好了解实时系统和虚拟化技术在在嵌入式系统应用。目前,DROPS还没有可行的接口调用以实现实例之间的通信。为了实现DROPS中实例之间的通信,作者给出了一个基于FIFO的DROPS通信模型,模型中实例之间通过FIFO传递数据,实现实例之间的通讯。作者说明了几种可以实现FIFO的常见机制,并在实验中采用锁无关机制对模型中的FIFO做了简单实现,并用实例对实现的FIFO作了测试,测试证明：FIFO服务可以实现DROPS中实例之间的数据交换,达到了通信的目的。锁无关机制很好的解决了死锁和优先级倒置的问题。

关键词：实时虚拟化 L4 DROPS FIFO 锁无关