检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机研究与发展 2015年第6期52卷 1351-1361页

作者：万虎徐远超闫俊峰孙凤芸张伟功首都师范大学信息工程学院北京100048 计算机体系结构国家重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 高可靠嵌入式系统技术北京市工程研究中心(首都师范大学) 北京100048

在文件系统进行用户数据和元数据的持久化过程中,如果出现异常掉电或系统崩溃,可能导致文件系统出现数据的不一致性问题.现有的Ext4文件系统通过写前日志(write-ahead logging,WAL)技术结合事务机制来保证持久化操作的一致性.写前日志... 详细信息

在文件系统进行用户数据和元数据的持久化过程中,如果出现异常掉电或系统崩溃,可能导致文件系统出现数据的不一致性问题.现有的Ext4文件系统通过写前日志(write-ahead logging,WAL)技术结合事务机制来保证持久化操作的一致性.写前日志技术将文件系统元数据写入磁盘2次,元数据的粒度小、数量大、重复度高,影响了程序的性能,也缩短了Flash存储介质的使用寿命.针对这一问题,提出了使用新型非易失存储(non-volatile memory,NVM)作为存放日志的独立外部设备,并通过存取指令(load/store)接口直接访问;同时使用倒序扫描(reverse scan)技术对检查点(checkpoint)流程进行优化,减少同一数据块的重复写操作.实验结果表明,使用NVM作为外部日志分区,对于写操作比重较大的程序,在HDD上带宽提升接近50%;在SSD上带宽提升达到23%;在checkpoint时使用倒序扫描之后,写入次数降低明显,带宽提升接近20%.

关键词：文件系统非易失存储日志事务崩溃一致性检查点

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内存过载下基于重删的内存优化策略

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小型微型计算机系统 2017年第6期38卷 1243-1249页

作者：刘瑞锴邓玉辉暨南大学信息科学技术学院广州510632 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190

内存空间紧张下频繁的外存交换严重影响程序的运行性能,在内存过载时提高内存利用率和减少外存交换问题上,现有的研究主要集中在内存压缩和去重两个方面,压缩只能删除页内重复数据,不能做到页与页之间的相同数据删除;将去重技术与系统... 详细信息

内存空间紧张下频繁的外存交换严重影响程序的运行性能,在内存过载时提高内存利用率和减少外存交换问题上,现有的研究主要集中在内存压缩和去重两个方面,压缩只能删除页内重复数据,不能做到页与页之间的相同数据删除;将去重技术与系统虚拟内存结合,删除换出页中的重复页,仍不能有效避免外存交换区访问.提出一种内存过载下基于重删的内存优化策略.利用页框回收算法选出适合去重的内存页,过滤其中全零页以减少存储和去重计算开销,删除重复页以提高内存利用率,并通过存储唯一数据页于内存去重区,有效降低外存交换操作,同时提供可配置的去重内存空间占用上限,避免过度去重引入的颠簸问题.在IO密集型、计算密集型、及常规应用场景下的实验测试表明,该策略能有效删除重复内存页,可以极大程度地减少外存交换操作,同时提高程序运行性能最高可达54.013%.

关键词：重复数据删除内存交换操作全零页过滤哈希表

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一种基于混合页面的磁盘缓存去重策略

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小型微型计算机系统 2019年第9期40卷 2000-2006页

作者：斯雷邓玉辉暨南大学信息科学技术学院广州510632 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190

传统基于LRU的磁盘缓存并不能识别缓存中内容相同的重复数据块,使得缓存中存在一定的冗余数据,同时传统磁盘缓存都是基于固定的页面大小,而页面大小也是影响缓存命中率的重要因素,最佳的页面大小能够最大化缓存命中率.本文提出一种基于... 详细信息

传统基于LRU的磁盘缓存并不能识别缓存中内容相同的重复数据块,使得缓存中存在一定的冗余数据,同时传统磁盘缓存都是基于固定的页面大小,而页面大小也是影响缓存命中率的重要因素,最佳的页面大小能够最大化缓存命中率.本文提出一种基于混合页面的磁盘缓存去重策略.在磁盘缓存中引入混合页机制,保留基页的同时,增加巨页,并自适应调整巨页的大小以使命中率最大化;同时监测基页、巨页的冷热程度,将重复率高的冷巨页拆分为基页或将拆分后的热基页重构为巨页,实现基页、巨页的动态转换;利用重删技术对基页、巨页分别进行去重处理,使命中率最大化的同时保持去重率.通过对真实trace数据进行模拟实验,测试结果表明,与传统磁盘缓存相比该策略能够显著提高磁盘缓存的命中率,最高可达30. 08倍,同时能节省磁盘访问时间最高达31. 72%.

关键词：磁盘缓存混合页基页巨页重复数据删除

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基于Pthreads的并行DSRC压缩算法设计与实现

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计算机科学 2015年第1期42卷 90-91,100页

作者：詹科张云泉王婷郑晶晶张鹏中国科学院软件研究所并行软件与计算科学实验室北京100190 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 广州中国科学院软件应用技术研究所广州511458

高通量测序仪产生大量的DNA数据,FASTQ是被广泛使用的存储DNA数据的数据格式。对FASTQ格式的数据进行压缩处理,能有效地节省存储空间。DSRC算法具有压缩比高的优点,因此对DSRC算法进行并行能提高压缩FASTQ格式的DNA数据的效率。基于Pthr... 详细信息

高通量测序仪产生大量的DNA数据,FASTQ是被广泛使用的存储DNA数据的数据格式。对FASTQ格式的数据进行压缩处理,能有效地节省存储空间。DSRC算法具有压缩比高的优点,因此对DSRC算法进行并行能提高压缩FASTQ格式的DNA数据的效率。基于Pthreads,实现了并行DSRC算法。测试结果表明,当使用4线程时加速比达到3.5。

关键词： FASTQ 数据压缩 DSRC Pthreads

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抗电路板级物理攻击的操作系统防御技术研究

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软件学报 2020年第10期31卷 3120-3146页

作者：张倩颖赵世军首都师范大学信息工程学院北京100048 中国科学院软件研究所北京100190 华为技术有限公司北京100195 计算机体系结构国家重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 高可靠嵌入式系统北京市工程研究中心(首都师范大学) 北京100048

计算设备处理和存储日益增多的敏感信息,如口令和指纹信息等,对安全性提出更高要求.物理攻击技术的发展催生了一种通过攻击电路板级硬件组件来获取操作系统机密信息的攻击方法:电路板级物理攻击.该类攻击具有工具简单、成本低、易流程... 详细信息

计算设备处理和存储日益增多的敏感信息,如口令和指纹信息等,对安全性提出更高要求.物理攻击技术的发展催生了一种通过攻击电路板级硬件组件来获取操作系统机密信息的攻击方法:电路板级物理攻击.该类攻击具有工具简单、成本低、易流程化等特点,极容易被攻击者利用形成黑色产业,是操作系统面临的新安全威胁和挑战.在处理器上扩展内存加密引擎可抵抗该类攻击,但是目前大部分计算设备并未配备该硬件安全机制.学术界和产业界提出软件方式抗电路板级物理攻击的操作系统防御技术,该类技术已成为近年来的研究热点.深入分析了该类技术的研究进展,总结其技术优势和不足,并探讨其发展趋势.首先,介绍了电路板级物理攻击的定义、威胁模型、现实攻击实例.之后,介绍软件方式抗电路板级物理攻击的操作系统防御技术所依赖的一些基础技术.然后,对该类防御技术的研究进展按照保护范围进行分类总结和归纳.最后,分析了该类防御技术的优势与不足,给出工程实现建议,并探讨该类防御技术未来的研究趋势.

关键词：内存保护物理攻击内存加密内存完整性

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针对图神经网络加速器性能评估的标准测试集

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高技术通讯 2022年第7期32卷 663-673页

作者：宋新开支天孔维浩杜子东中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 中科寒武纪科技股份有限公司北京100191

图神经网络(GNN)算法在图结构数据处理任务中取得了突破性的成功。然而,针对图神经网络硬件加速器设计的研究缺乏明确的设计目标和统一的评价标准。本文提出一种针对图神经网络硬件加速器性能评估的标准测试集(BenchGNN)。BenchGNN包括... 详细信息

图神经网络(GNN)算法在图结构数据处理任务中取得了突破性的成功。然而,针对图神经网络硬件加速器设计的研究缺乏明确的设计目标和统一的评价标准。本文提出一种针对图神经网络硬件加速器性能评估的标准测试集(BenchGNN)。BenchGNN包括宏测试集和微测试集2部分。宏测试集包含了3种主要任务类型的图神经网络算法和5个典型应用领域的数据集。微测试集包含2种微观操作类型和4种不同量化特性的数据集。本文在现有运算设备中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)和图神经网络专用加速器上进行了BenchGNN的实验测试。实验结果表明,CPU由于并行度不高而无法高效处理图神经网络算法。针对图神经网络算法的随机访存行为进行优化的专用加速器取得了优于通用并行处理器GPU的性能功耗表现。根据BenchGNN的评估结果,在图神经网络加速器设计过程中需要重点考虑运算并行度和随机访存优化这两种因素。

关键词：图神经网络(GNN) 加速器标准测试集

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NMST:一种基于线段树的持久性内存管理优化方法

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计算机科学 2018年第7期45卷 78-83,115页

作者：侯泽毅万虎徐远超首都师范大学信息工程学院北京100048 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190

新型非易失存储介质(Non-Volatile Memory,NVM)的出现引发了编程模型的革新。现有的基于函数库的编程模型为存储系统提供的ACID特性解决了数据一致性问题,但是在分配持久性内存时,延迟较大,不能很好地满足应用程序对动态内存分配速度的... 详细信息

新型非易失存储介质(Non-Volatile Memory,NVM)的出现引发了编程模型的革新。现有的基于函数库的编程模型为存储系统提供的ACID特性解决了数据一致性问题,但是在分配持久性内存时,延迟较大,不能很好地满足应用程序对动态内存分配速度的要求。针对现有函数库编程模型中存在持久化内存管理和分配低效的问题,以目前最具代表性的函数库编程模型NVML为基础,提出了一种基于线段树的持久性内存管理分配优化方法 NMST;另外,针对线段树在持久性内存分配过程中维护连续空间时开销较大的问题,提出构造多粒度叶子结点的线段树的方法。实验结果表明,相比于NVML原始方法,NMST方法在分配持久性内存时使延迟降低了36.9%,而优化后的NMST方法在分配持久性内存时使延迟降低了43.6%。实验结果也证明,性能提升的大小与调用NVML函数库的程序中实际持久性内存分配的次数及粒度紧密相关。

关键词：非易失存储介质编程模型线段树持久性内存管理

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基于ARMv8处理器的高性能图像处理算法实现与优化研究

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计算机工程与科学 2022年第10期44卷 1711-1720页

作者：韦存阳贾海鹏张云泉曲国远魏大洲张广婷中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100080 中国航空无线电电子研究所上海200241

色彩空间转换、图像缩放、图像滤波都是图像处理领域常见的算法,广泛应用于数字媒体、数据通信、生物医学和航空航天等领域。目前上述算法在ARM处理器上虽有开源的OpenCV库,但缺少与Intel IPP库精度相当的高性能图像处理库。为此,根据... 详细信息

色彩空间转换、图像缩放、图像滤波都是图像处理领域常见的算法,广泛应用于数字媒体、数据通信、生物医学和航空航天等领域。目前上述算法在ARM处理器上虽有开源的OpenCV库,但缺少与Intel IPP库精度相当的高性能图像处理库。为此,根据算法的计算访存特征,将上述算法分为数据无关算法、数据共享算法及非规则访存算法3类,提出了不同类别算法在ARMv8计算平台上的优化方法体系,最终构建了一个基于ARMv8计算平台的高性能图像处理算法库,精度上对标Intel IPP库,并通过算法优化、访存优化、SIMD优化及汇编指令优化等一系列优化方法的应用,大幅提升了图像处理算法的性能。实验结果表明,在华为鲲鹏920计算平台上,重点优化的CvtColor、Filter和Resize模块性能较OpenCV算法库都有显著提升。

关键词： ARMv8 色彩空间转换图像插值图像滤波

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延迟存储:一种降低虚拟机退出开销的方法

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高技术通讯 2015年第6期25卷 593-598页

作者：吴瑞阳台运方中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 龙芯中科技术有限公司北京100190 甲骨文软件研究开发中心(北京)有限公司北京100193

研究了虚拟机退出及恢复运行时的开销问题,提出了一种用于降低虚拟机切换时进行保存及恢复现场的开销的延迟存储方法。该方法的主要思想是利用修改虚拟机软件源代码的方式,通过判断虚拟机恢复运行时是否依然是上次退出时的同一个虚拟机... 详细信息

研究了虚拟机退出及恢复运行时的开销问题,提出了一种用于降低虚拟机切换时进行保存及恢复现场的开销的延迟存储方法。该方法的主要思想是利用修改虚拟机软件源代码的方式,通过判断虚拟机恢复运行时是否依然是上次退出时的同一个虚拟机,来减少需要保存和恢复的寄存器数量。这个方法不需要对硬件设计进行改动,可以支持多核操作系统和多个虚拟机同时运行的情况,因此具有广泛的适用性。在龙芯3A1500处理器平台上的试验结果显示,上述延迟存储方法与现有方法相比,可以降低虚拟机退出开销65%,虚拟机整体性能提升3%到10%。

关键词：系统虚拟化虚拟态虚拟机退出延迟存储

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PCIE协议栈模拟验证平台的设计和实现

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计算机工程 2015年第6期41卷 287-293页

作者：张良王天成王健李华伟郭建湘潭大学材料与光电物理学院湖南湘潭411105 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

Intel提出的第三代总线技术PCI Express在结构上可以满足计算机系统的发展对总线带宽的要求,基于PCIE的设计得以蓬勃发展,对PCIE的验证也成为So C功能验证的重要组成部分。为此,设计并实现一种状态图和覆盖率组合驱动的自动化验证平台,... 详细信息

Intel提出的第三代总线技术PCI Express在结构上可以满足计算机系统的发展对总线带宽的要求,基于PCIE的设计得以蓬勃发展,对PCIE的验证也成为So C功能验证的重要组成部分。为此,设计并实现一种状态图和覆盖率组合驱动的自动化验证平台,主要包括激励生成、自动检测和覆盖率分析机制,并将其应用于一款基于PCIE接口的协议栈芯片的功能验证。实验结果表明,该验证平台具有较好的激励生成机制,能够对协议栈芯片进行全面验证,同时具有较好的复用性、可扩展性,可以对多个协议栈的互连进行验证。

关键词：功能验证 PCIE协议栈协议栈验证功能覆盖率约束随机模拟激励生成

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