检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机应用 2020年第S02期40卷 106-111页

作者：杨兰兰郭建华东师范大学软件工程学院上海200062

目前针对非阻塞(Non-blocking)同步算法的实现已有大量研究,但在实践应用中受到阻碍。其中的关键问题是在没有自动垃圾回收机制(GC)的环境中,如何安全地回收这些数据结构对象中删除掉的动态节点所占用的内存。一个有效的解决方案是Mich... 详细信息

目前针对非阻塞(Non-blocking)同步算法的实现已有大量研究,但在实践应用中受到阻碍。其中的关键问题是在没有自动垃圾回收机制(GC)的环境中,如何安全地回收这些数据结构对象中删除掉的动态节点所占用的内存。一个有效的解决方案是Michael提出的风险指针,同时,这种内存管理方法也提供了aba问题的一个解决方案。将应用该内存回收方法于非阻塞同步算法中,使用CIVL验证框架对其进行形式化建模,并提取内存管理方面的性质进行验证。实验结果表明,应用了该内存回收算法的非阻塞模型不仅功能正确,同时也能够避免内存管理方面的问题。

关键词：非阻塞算法形式化建模风险指针 aba问题 CIVL验证框架

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变电站无线测温系统数据处理优化策略的研究

变电站无线测温系统数据处理优化策略的研究

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作者：奚林兴浙江大学

学位级别：硕士

变电站安全问题一直是业内关注的焦点,目前我国变电站存在平均故障率高的问题。安全可靠的变电站运行监测系统是变电站系统运行不可缺少的一部分,作为变电站设备安全运行的重要参数——温度的监测尤显重要。针对现有变电站温度监测系统... 详细信息

变电站安全问题一直是业内关注的焦点,目前我国变电站存在平均故障率高的问题。安全可靠的变电站运行监测系统是变电站系统运行不可缺少的一部分,作为变电站设备安全运行的重要参数——温度的监测尤显重要。针对现有变电站温度监测系统设在温度采集、显示和数据存储方面存在实时性低、冗余大和难以扩展等问题,本文对变电站温度在线监测系统的性能优化问题进行了研究,具体工作如下：(1)研究了变电站无线测温系统的多线程采集算法。现有多线程采集策略大多使用基于锁模型的生产者-消费者队列模型。针对该模型存在的锁获取和锁释放等同步代价高昂,不能发挥多核CPU优势等问题,本文在对比研究阻塞型和非阻塞型数据结构的基础之上,提出一种基于双CAS操作的无锁堆数据结构,并以此数据结构构建无锁测点缓冲区,实现多线程无锁同步采集算法。该算法比传统的模型在并发温度采集方面实时性和并发性更高。(2)研究了变电站树形结构温度更新算法。传统温度更新策略采用集中测点温度数据,一次刷新,更新所有测点温度的方法,该策略能解决数据规模较小的情形。当变电站测点数较多时,传统策略会占用较多系统资源,导致系统性能急剧下降,甚至产生假死、宕机等问题。为此,本文提出了基于脏数据回写的温度更新策略,分别使用Bitmap方法、Hash链表法、和B-树方法实现了该策略。最后验证基于B-树的策略在脏测点覆盖率达到90%以上时仍具有较高的更新效率。(3)研究了变电站非线性关系温度数据存取问题。关系型数据库存储非线性关系数据常采用的外键、多表连接等方式,这些方式存在着影响关系型数据库的查询性能、浪费存储空间和造成数据冗余等问题。本文在对比研究基于路径表示法、邻接表表示法、闭包表示法和嵌套集合表示法等算法的基础上,提出了一种改进型嵌套集合存取算法。该算法提高了数据增加、删除、改变和查寻测点信息等方面效率。本文设计和部署了HCES-8011变电站温度在线监测系统,实现了测点温度实时在线监测、实时发现故障点等功能,并利用此系统验证了本文提出的数据采集、处理和存储算法的效用。研究结果表明,本文提出的方案减少了系统数据带宽,提高了系统的实时性和响应速度,降低了数据的冗余,节省了存储空间。

关键词：变电站 CAS操作 aba问题无锁数据结构 Bitmap算法 B-树算法嵌套集合表示法

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基于龙芯平台的并行化动态二进制翻译中无锁队列的研究

基于龙芯平台的并行化动态二进制翻译中无锁队列的研究

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作者：江晓悟中国科学技术大学

学位级别：硕士

近年来,主流的桌面和服务器软件均基于x86平台开发,但是龙芯是基于MIPS指令集的处理器,因此,如何让现有x86平台的软件兼容MIPS架构,成为了国产芯片发展的重要问题。二进制翻译是实现x86软件与龙芯cpu兼容的一种重要方法,目前龙芯平台上... 详细信息

近年来,主流的桌面和服务器软件均基于x86平台开发,但是龙芯是基于MIPS指令集的处理器,因此,如何让现有x86平台的软件兼容MIPS架构,成为了国产芯片发展的重要问题。二进制翻译是实现x86软件与龙芯cpu兼容的一种重要方法,目前龙芯平台上主要使用QEMU作为全系统模拟器,它已能通过二进制翻译技术将windows XP操作系统运行在龙芯平台上,但其性能有待提高。在处理器频率发展步入2GHz以后,凭借提升处理器效率而带来的性能提升愈加有限,为了保证摩尔定律继续有效,多核处理器已经成为潮流。但是现有的全系统模拟是串行模拟,只使用了主机处理器单个核心的资源,因此全系统模拟的并行化迫在眉睫。真正实现并行的系统级模拟,会大大提升机器的速度和性能,最终实现国产芯片的商业产业化。如何让龙芯平台在模拟x86时能发挥其核心数量优势,渐渐成为研究的重点。目前基于QEMU的并行化全系统模拟在业内已经有人开始研究,比如PQEMU, HQEMU, COREMU都在不同角度对QEMU进行并行化研究,但是这些并行的全系统模拟器都没用使用龙芯平台作为宿主机器。本文主要分析了QEMU的运行原理,QEMU对SMP机器的模拟原理以及现有的并行化QEMU的实现手段。本文选择将QEMU对SMP机器的模拟由串行改为并行,把QEMU对SMP机器不同核的模拟逻辑封装到不同的线程里,由操作系统对这些线程进行调度,使这些线程并发地执行在龙芯的多个核上,从而达到多核龙芯模拟多核X86机器的目的。这种并行化方法需要解决两个关键问题：原子指令翻译问题和SMP机器的中断模拟问题。本人所在课题组曾提出过一种基于gcc内置原子操作函数的原子指令翻译方案,但是经本人研究发现这种翻译方案存在问题,一是对简单指令翻译的膨胀都超过复杂指令,二是在解决非对齐原子指令时,不能完备地应对所有可能出现的情况。本文提出了一种新的直接使用MIPS的11/sc指令对的原子指令翻译方案,该方案不存在冗余操作,并且能完备地解决非对齐原子指令翻译问题。本文使用了linux实时信号与FIFO队列来实现对SMP机器中断的模拟。为保证中断模拟效率,有必要使用无锁技术实现FIFO队列。本文根据MIPS的11/sc指令对的特点,以及中断模拟中无锁队列的特性,提出了一种能够避免aba问题的无锁队列的算法,大大提高了中断模拟效率。最终QEMU能并行地运行在龙芯3A平台下,达到了充分利用龙芯主机平台核心数量优势的目的。

关键词：龙芯3A 动态二进制翻译原子指令 aba问题无锁队列

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