检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：周兵广西工学院

学位级别：硕士

指令集模拟器是目前处理器研究及应用的一个重要内容,是现有计算机体系结构设计方案中不可缺少的辅助工具。通过设计和研究指令集模拟器,设计者能够在硬件制作完成前,事先验证新设计的处理器的正确性,设计并验证与之相关的新型编译器,... 详细信息

指令集模拟器是目前处理器研究及应用的一个重要内容,是现有计算机体系结构设计方案中不可缺少的辅助工具。通过设计和研究指令集模拟器,设计者能够在硬件制作完成前,事先验证新设计的处理器的正确性,设计并验证与之相关的新型编译器,调试和评估操作系统,以及测试系统结构的参数配置等。在嵌入式系统开发中,指令集模拟器也起着重要的作用。用户在真实硬件开发环境不足的情况下,应用指令集模拟器也能实现对设计软件的调试和评估,从而摆脱了真实硬件的局限,也降低了研发过程中的成本。随着处理器研制技术的不断发展以及人们对处理器设计要求的日益提高,指令集模拟技术面临着新的挑战。就本课题所研究的MIPS处理器而言,它是一款性能卓越的多流水处理结构的嵌入式微处理器,它先后推出了32位处理器和64位处理器的指令集,与以往的处理器芯片不同的事,它的指令集是向下兼容的,即32位处理器指令集是64位处理器指令集的子集。这个在设计上就不能按照原有的设计思路,将这两种指令集分别设计,而应将其整合成在一起,既能同在一个模拟器中又能单独完成32位和64位机器各自的工作。同时在速度上又有更高的要求,不仅要求能够快速的运行单独的程序,还要求能加载操作系统,并能达到较快的启动速度。回顾整个设计过程,首先详细分析MIPS处理器的结构特征,实现MIPS 32&64位指令集的解释模拟方案和动态翻译模拟方案;然后基于嵌入式全系统模拟器平台SimSoC,设计出基于SystemC的指令集模拟框架,并完成了包括地址翻译在内的MIPS 32&64位处理器内存管理单元的模拟设计,同时实现了缓存的功能模拟;在此基础上模拟出以MIPS 32&64位为核心的DBAU1500嵌入式主板主要部件的功能模拟,其中包括UART,FLASH等外设,从而在模拟器上由U-BOOT引导启动LINUX系统的加载工作。

关键词：指令集模拟器全系统模拟操作系统加载

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一个基于作业系统状态暂停法进行虚拟储存装置与实体电脑系统协同模拟的方法

一个基于作业系统状态暂停法进行虚拟储存装置与实体电脑系统协同...

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作者：吴明儒国立交通大学

学位级别：博士

此篇论文提出了一个创新的作业系统状态暂停方法，可以使得模拟出来的虚拟储存装置与实体电脑系统在离散时间上进行协同模拟。储存装置仿真是对作业系统提供一个模拟出来的虚拟储存装置，并且使这个虚拟的储存装置可以像真实的装置一样... 详细信息

此篇论文提出了一个创新的作业系统状态暂停方法，可以使得模拟出来的虚拟储存装置与实体电脑系统在离散时间上进行协同模拟。储存装置仿真是对作业系统提供一个模拟出来的虚拟储存装置，并且使这个虚拟的储存装置可以像真实的装置一样的被作业系统使用。虚拟储存装置处理各I/O请求所需要的时间，是由一个描述储存装置特性以及效能的磁碟模型所定义。在传统的储存装置仿真系统中，因为作业系统是在连续的时间轴上不间断的在运行，且系统时间也是实时的在前进，因此储存装置仿真系统在模拟每一个I/O请求时，都必须要能够在该I/O请求的回应时间内完成。如果储存装置仿真系统花费在模拟一个I/O请求的时间超过该I/O请求预定的回应时间，那么作业系统所观测到的储存装置的速度，就会慢于磁碟模型所定义目标。这样的时间限制，对于传统的储存装置仿真系统而言会造成模拟较高速的储存装置的困难。利用这篇论文所提出的作业系统状态暂停方法，进行虚拟处存装置与实体电脑系统的协同模拟，可以解决传统储存装置仿真系统必须在有限的时间内处理每个I/O请求的时间限制的问题。实际的做法为，每当储存装置仿真系统需要进行磁碟模型模拟以及建构I/O回应时，就透过论文中所提出的方法将作业系统的状态进行暂停。如此一来，不论储存装置仿真系统花费了多少时间来处理每一个I/O请求，对于作业系统而言，都不会影响到其所观测到的虚拟储存装置的速度以及特性。此外，因为在进行协同模拟时，作业系统以及软体程式都是直接在真实的电脑硬体上执行，因此利用这样的协同模拟环境进行实验，能够真实的保留目标硬体平台的效能与特性。这篇论文利用所提出的协同模拟方法，建置了两个全系统的协同模拟环境。(1) 第一个环境是一个全系统的协同模拟器，在这个协同模拟器中，虚拟储存装置的模拟器直接执行在目标作业系统上。这个协同模拟器的主要目的是让开发者能够以真实的测试资料以及量测值来对储存系统进行评估。实验数据显示，所提出来的协同模拟器可以达到比实时速度快四十五倍的模拟速度。(2) 第二个协同模拟环境的主要目的是可以用来评估当一个电脑系统在配置了不同的储存装置时的整体效能。为了减少储存装置模拟器对于目标电脑系统的效能以及特性造成的影响，进而提高系统效能预估的准确度，储存装置模拟的主要工作交给了另外一台独立的电脑来处理。实验数据显示，利用此协同模拟环境进行全系统效能评估的各项预测结果，与对照组环境所测得的结果之间的误差皆小于百分之二。

关键词：作业系统状态暂停储存装置仿真全系统模拟协同模拟

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支援GDB之指令集架構模擬器與其全系統虛擬平台

支援GDB之指令集架構模擬器與其全系統虛擬平台

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作者：李信穎成功大學

学位级别：碩士

在晶片系统的开发过程中，如何在全部的硬体装置开发完成前即进行系统软体的开发以及软硬体的协同模拟与协同验证，是晶片系统开发人员一直以来所面临的一大挑战。在本论文中，我们利用SystemC模组实现了一个基於ARM架构的指令集模拟器... 详细信息

在晶片系统的开发过程中，如何在全部的硬体装置开发完成前即进行系统软体的开发以及软硬体的协同模拟与协同验证，是晶片系统开发人员一直以来所面临的一大挑战。在本论文中，我们利用SystemC模组实现了一个基於ARM架构的指令集模拟器与其全系统虚拟平台。此SystemC虚拟平台提供了功能准确性以及时间准确性的全系统模拟环境。藉由此SystemC虚拟平台，系统开发工程师能够很容易地对整体晶片系统（包含：硬体装置、作业系统、驱动程式、以及应用程式…等部件）进行协同模拟、协同验证、系统评测与演算法分析的工作。除此之外，此虚拟平台亦内建了GDB远端除错协定的通讯通道。透过此远端除错通道，SystemC虚拟平台可直接与GDB除错器进行连接，便於软体工程师利用此虚拟平台和我们所修改扩充的naked GDB除错器於系统开发先期即开始进行各种系统软体与应用程式的开发及除错工作，以达到有效地缩短整体晶片系统开发时程的目标。

关键词：虛擬平台全系統模擬協同模擬系統除錯

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海洋油气田开发的流动保障

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中国造船 2003年第z1期44卷 81-84页

作者：张剑峰国际海洋工程师协会

流动保障是海洋尤其是深海油气田开发的关键问题之一.它也直接影响到开发项目的经济效益.流动保障的功能是保证油气流能顺利地从油藏抵达销售点.这一学科包括了石油天然气和伴生固体的物性及流动特性、生产系统的可操作性、系统完善性... 详细信息

流动保障是海洋尤其是深海油气田开发的关键问题之一.它也直接影响到开发项目的经济效益.流动保障的功能是保证油气流能顺利地从油藏抵达销售点.这一学科包括了石油天然气和伴生固体的物性及流动特性、生产系统的可操作性、系统完善性、系统实现.另外,对地下系统、海下系统、平台功能的理解和联系也会影响流动保障的效果.本文将对流动保障的各方面的原理、影响及当前的解决方法加以综述.这些方面包括多相流、天然气水合物、石蜡、沥青烯、水垢、沙,侵蚀、腐蚀等.本文也将讨论油气生产系统的可操作性等问题以及流动保障和生产系统各部分的联系.近年来,流动保障的高严要求和由此而来的高造价、高系统复杂性带动了许多技术的发展.其中最值得探讨的是低剂量水合物抑制剂、管线加热技术和产输油气系统的动态全系统模拟等.本文介绍了这些技术的现状.

关键词：海洋油气田开发流动保障生产系统低剂量水合物抑制剂可操作性天然气水合物加热技术系统复杂性石油天然气全系统模拟油气系统系统完善平台功能流动特性开发项目经济效益地下系统油气流销售点

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一种基于单节点模拟的大规模并行系统模拟方法

一种基于单节点模拟的大规模并行系统模拟方法

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作者：刘轶林放 100191 北京市海淀区学院路37号

本发明提出一种基于单节点模拟的大规模并行系统模拟方法，包括如下步骤：步骤1、首先将大规模并行程序以期待的进程规模和问题规模，在现有的计算系统或者云平台中运行，在程序运行的过程中，采集运行信息；步骤2、在采集完支持单个进... 详细信息

标准号: CN112068942B

本发明提出一种基于单节点模拟的大规模并行系统模拟方法，包括如下步骤：步骤1、首先将大规模并行程序以期待的进程规模和问题规模，在现有的计算系统或者云平台中运行，在程序运行的过程中，采集运行信息；步骤2、在采集完支持单个进程运行的必要信息后，用户指定欲模拟的目标高性能计算机的配置；步骤3、用户选择部分欲模拟的进程，并指定进程‑‑节点分布，将这些进程和节点信息输入配置，在本地宿主机集群启动并行系统模拟系统；步骤4、用户在并行系统模拟系统中启动并行程序，在执行过程中，在同一个节点内执行的进程的计算过程、进程调度、进程对资源的竞争由单节点全系统模拟实例精确模拟。

关键词：进程大规模并行并行系统模拟系统单节点高性能计算机采集全系统模拟必要信息并行程序程序运行单个进程计算过程计算系统节点分布节点信息进程调度输入配置问题规模系统模拟用户指定宿主机云平台集群配置

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高性能树形互连网络关键技术研究

高性能树形互连网络关键技术研究

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作者：胡农达中国科学院大学

学位级别：博士

为了满足科学计算和商业应用日益增长的规模需求，计算机系统规模不断扩大。在现今的超算中心或数据中心，高性能互连网络需要互连高达数万甚至数十万个节点。作为计算机系统的传输中枢，互连网络正扮演越来越重要的角色。为了保证系统... 详细信息

为了满足科学计算和商业应用日益增长的规模需求，计算机系统规模不断扩大。在现今的超算中心或数据中心，高性能互连网络需要互连高达数万甚至数十万个节点。作为计算机系统的传输中枢，互连网络正扮演越来越重要的角色。为了保证系统能不间断地提供高效服务，要求网络高可靠、高通量和低延迟。但是庞大的网络规模和复杂的应用环境，使得实现这些目标越来越困难。\n 本文以广泛使用的高性能树形互连网络为研究对象，对网络的可靠性保障、高通量传输和低延迟的集合通信技术进行研究，并取得了以下成果。\n 1)针对以胖树为代表的多根树的结构和路由特性的，提出了一种基于链路失效信息传播的分布式动态容错方法。对于m-Port n-Tree胖树，该容错方法可以在不增加硬件和不增加路由长度的情况下，实现任意m/2-1条链路失效，并依旧维持系统的高性能。\n 2)为了提高多根树网络的利用率和传输效率，提出一种自适应子流数的多路径传输方法，并实现了一个自适应多路径协议AMTCP。在胖树网络中的评测显示，与传统TCP传输相比，AMTCP可以提高30％以上的网络聚合吞吐率;与多路径传输协议MPTCP相比，AMTCP在性能胜出的同时，在典型负载下可以减少75％的子流数，从而大幅度地降低多路径传输协议的开销。\n 3)为了实现低延迟的集合通信，提出一种适合树形网络的基于交换机的集合通信加速技术，并设计和实现了一款支持Allreduce和Barrier的集合通信交换机。16节点规模的原型系统显示基于该交换机的集合通信具有优异的性能，短消息MPI Allreduce延迟为4.2μs，比标准软件执行快15倍;MPI Barrier延迟为2.4μs，比标准软件执行快45倍。\n 4)为了助力互连网络研究，开发了一款全系统互连网络模拟器DCNSim，该模拟器能模拟可配置的计算节点和网络设备，支持丰富的网络拓扑和协议，可以运行无修改的操作系统和应用，并支持分布式模拟。实验评测和应用实例显示，该模拟器具有高准确性和良好的扩展性，并可以被广泛地用于互连网络的研究。

关键词：互连网络可靠性多路径传输集合通信全系统模拟计算节点

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基于并行虚拟机的计算机行为监控研究

基于并行虚拟机的计算机行为监控研究

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作者：方昆华中科技大学

学位级别：硕士

随着多处理器计算机系统的普及,原有的虚拟机已经不适应于多处理器计算机系统下的运行环境。因此,研究适应多处理器的并行虚拟机来全系统模拟和监控多处理器计算机系统的行为具有重要的理论意义和实际应用价值。针对用传统的研究计算机... 详细信息

随着多处理器计算机系统的普及,原有的虚拟机已经不适应于多处理器计算机系统下的运行环境。因此,研究适应多处理器的并行虚拟机来全系统模拟和监控多处理器计算机系统的行为具有重要的理论意义和实际应用价值。针对用传统的研究计算机系统行为的方法只能观测计算机系统行为的一个侧面,或者难以观察到底层硬件在运行时的行为的问题,实现了一种新的并行化的监控虚拟机。该虚拟机能模拟多处理器计算机系统的行为并提供详细的计算机系统底层行为数据。并行监控虚拟机的研究涉及两个关键问题,其一是解决虚拟机内部空闲时,并行开销过大的问题,解决问题的方法是提出了自适应的串并行转换策略。它能够使虚拟机在空闲时能够自动切换到串行模拟模式以减少并行开销。当虚拟机有负载时,又可以自动返回到并行模拟模式;其二是解决并行化快速模拟和虚拟机模拟计算机系统的真实性之间的矛盾,解决问题的方法是提出了快速模拟和真实性模拟适时切换的方法,用户可以任意选择所需要的虚拟模式。在客户端上,运用外部二次处理以及图形化的方式来表示模拟数据,方便用户研究计算机系统的行为。测试结果表明:自适应传并行转换技术一方面节省了真实服务器的处理器资源,另一方面对虚拟机内部几乎不引入任何开销。通过快速模拟和真实性模拟的切换,用户可以在真实性模拟时获得计算机系统的行为的详细数据。当模拟两个处理器时,若选择快速模拟,相对于真实性模拟可以加快2.60倍。

关键词：虚拟机并行全系统模拟串并行转换真实性模拟

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多核处理器中NUCA搜索策略及性能评价技术研究

多核处理器中NUCA搜索策略及性能评价技术研究

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作者：王锐国防科学技术大学

学位级别：硕士

在工艺和应用的双重推动下,片上多核处理器成为当前高性能微处理器的发展趋势。多核对单芯片有限Cache、带宽等存储资源的竞争将进一步凸显访存的瓶颈,同时伴随着更加多样的目标应用,微体系结构研究采用的性能评价环境面临新的要求。本... 详细信息

在工艺和应用的双重推动下,片上多核处理器成为当前高性能微处理器的发展趋势。多核对单芯片有限Cache、带宽等存储资源的竞争将进一步凸显访存的瓶颈,同时伴随着更加多样的目标应用,微体系结构研究采用的性能评价环境面临新的要求。本文的研究主要围绕多核处理器中存储层次——NUCA结构的性能优化和多核处理器的性能模拟技术展开,工作涵盖了结构逻辑设计和模拟平台建设两个方面。为了缓解多核对访存的压力,多核处理器普遍采用在片上集成大容量Cache的方式来提高存储系统的性能。本文研究了管理大容量片上Cache的NUCA技术,改进了用于片上多核处理器中NUCA结构的搜索策略。现有的搜索策略或承受着很大的性能损失或具有过高的存储空间要求。本文采用的策略基于Bloom Filter,是一种复杂性有效的搜索机制,有效的利用了晶体管的数量并且不需要更改基本的一致性协议。它降低了多核处理器NUCA结构的存储要求并对其性能也有所改进,对未来工作具有指导意义。随着处理器结构的发展和新应用的出现,采用全系统模拟将是今后微体系结构研究的必然趋势。本文研究了全系统环境下的多核处理器模拟技术,详细分析多核全系统模拟器GEMS的实现,并基于GEMS构建改进后的NUCA模型,为多核处理器研究提供可行的性能模拟与评估环境。

关键词：片上多核处理器性能评价存储层次全系统模拟

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一种基于单节点模拟的大规模并行系统模拟方法

一种基于单节点模拟的大规模并行系统模拟方法

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作者：刘轶林放 100191 北京市海淀区学院路37号

标准号: CN112068942A

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CASL Hypervisor與其虛擬化平台

CASL Hypervisor與其虛擬化平台

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作者：劉健德成功大學

学位级别：碩士

近年来随着硬体架构的支援，虚拟化可以在不修改客户端作业系统的情况下进行实作。这篇论文提出一个基於 ARM架构的 CASL Hypervisor 以及一个全系统虚拟化平台，使得早期的软硬体协同模拟及开发更加方便而有效率。利用了新增加的处理... 详细信息

近年来随着硬体架构的支援，虚拟化可以在不修改客户端作业系统的情况下进行实作。这篇论文提出一个基於 ARM架构的 CASL Hypervisor 以及一个全系统虚拟化平台，使得早期的软硬体协同模拟及开发更加方便而有效率。利用了新增加的处理器模式、两阶段的记忆体管理以及客制化的硬体，CASL Hypervisor 可以在不更改客户端作业系统的情况下进行虚拟化。由於硬体上的支援，CASL Hypervisor 的开发时间大幅缩短，并且具有更加快速的效能；全系统模拟平台上的 GDB 及相关记录工具更加简化了除错上的难度。模拟数据是利用approximagely-timed的全系统模拟平台进行。数据显示 CASL Hypervisor 可以同时支援四个客户端作业系统同时维持极佳的效能。

关键词：電子系統層級設計虛擬化全系統模擬

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