I/O访问相关性原理

作为数据访问的基本原理,局部性一直是以单个数据访问请求为研究对象,忽视了数据之间的一个重要规律:数据访问中存在一些数据会一起访问——访问相关性.而且,相关性是有强度的:一些数据元素之间的相关性比其他元素更紧密.通过对典型数据I/O访问的分析,提出了访问相关性模型,并采用基于LRU堆栈的方法,提出了相关性集合的刻画方法.

基于单根I/O虚拟化的多根I/O资源池化方法

虚拟化技术在为现代数据中心提供高效的服务器整合能力和灵活的应用部署能力的同时,也对数据中心服务器的I/O系统设计提出了新的需求,现有I/O资源与服务器紧密绑定的I/O体系架构将产生成本上升、资源冗余、I/O连线复杂化等一系列问题.针对上述问题,提出了一种基于单根I/O虚拟化协议(single root I/O virtualization,SR-IOV)的多根I/O资源池化方法:基于硬件的多根域间地址和ID映射机制,实现了多个物理服务器对同一I/O设备的共享复用,有效减少单体服务器所需的设备数量和连线数量,并进一步提高服务器密度;同时提出虚拟I/O设备热插拔技术和多根共享管理机制,实现了虚拟I/O资源在服务器间的实时动态分配,提高资源的利用效率.提出的方法在可编程逻辑器件(fieid-programmable gate array,FPGA)原型系统中进行了验证,其评测表明,方法能够在实现多根I/O虚拟化共享的同时,保证各个根节点服务器获得近乎本地直连设备的I/O性能.

提高可扩展并行机群并行I/O效率的一个方法

随着CPU性能的高速提升，系统I／O能力的不足越来越明显地成为提高NOW系统整体性能的瓶颈．在分析现有基于NOW系统的并行I／O算法的基础上，通过理论推导，给出了一种寻求计算进程与计算结点之间最佳映射的方法．该方法可以在数据重分配时，使各计算结点间的通信量最小，从而达到提高系统并行I／O效率的目的．

EPP协议下高速数字I/O设计及应用

在计算机的各种外部接口中,并行端口的速度最快。EPP(EnhancedParallelPort)是IEEE1248协议定义的增强型并行端口。EPP协议是与SPP兼容且能完成双向数据传输的协议,具有传输速率高、编程方便等优点。介绍了有关EPP的基本知识,包括EPP的数据传输方式,并给出EPP协议下的16路高速数字I/O的软、硬件设计及其应用。在Visu alC++中,提供了 inp()和 outp()函数,可以直接控制和读写并行端口,软件设计简捷。

科学计算双路并行I/O优化方法

科学计算数据集由数据和元数据组成.一般条件下,数据的尺寸较大,元数据尺寸较小.传统的高性能计算机并行文件系统可以高效率地读写大块连续数据,但是无法高效率地读写大量较小块的元数据.一旦大块数据和小块元数据两类读写特征混杂在一起,元数据将较严重地干扰并行I/O,造成性能的下降.为此,文中提出数据与元数据分治的双路并行I/O方法.该方法在高层I/O库中建立内存文件系统与并行文件系统两级存储,在存储资源之间并行迁移科学计算元数据.一方面降低较频繁读写元数据的I/O延迟,另一方面改变科学计算数据的存储特征与存储模式,从而提高科学计算应用、尤其是数据分析与可视化等读入密集型应用的I/O效率.测试表明,双路并行I/O方法可提高写性能8%~13%,提高读性能89%到1.01倍.

一种提高磁盘阵列I/O性能的策略

通过资源重复途径构成的磁盘阵列Ｉ／Ｏ系统，有效地提高了Ｉ／Ｏ系统的数传率和响应时间．但是，对于Ｉ／Ｏ负载变化大的使用环境，常规阵列控制策略不能较好地发挥阵列系统的性能．本文提出了一种适合于Ｉ／Ｏ负载变化大的改进阵列控制策略，并分析了这种改进策略的Ｉ／Ｏ性能，最后用ＱＢＥＮＣＨ 分别对常规策略和改进策略测试了Ｉ／Ｏ响应时间和数传率．

Windows环境下数据采集程序设计

介绍了在Windows环境下数据采集程序设计的几种实现方法,分析了几种方法的优缺点,并指出了每种方法所适用的数据采集方式,方便核数据采集系统的开发人员实现数据采集程序的设计。

基于单片机和CPLD的智能I/O模块设计

讨论小型计算机控制系统智能I/O模块的设计和实现,这些模块以单片机和CPLD为核心,可与外围处理模块灵活组合成各种数据采集卡、控制卡,具有量程及通道选择、工程化处理、故障诊断等智能化功能;利用MODBUS通信协议,通过RS-485总线与系统主控单元连接。实践证实模块工作性能稳定、可靠性高、使用方便。

基于PROFIBUS-DP现场总线的数据采集模块的设计

针对PROFIBUS-DP现场总线实用性的优点,详细的介绍了运用AT89S52和SPC3对基于PROFIBUS-DP现场总线的数据采集模块进行设计的基本方法。硬件设计主要包括数据采集电路和PROFIBUS-DP通信接口电路的设计;软件设计主要包括SPC3的初始化程序、SPC3的中断处理程序和数据采集程序,重点是SPC3的初始化程序,它主要对SPC3内部64字节的寄存器进行配置,从而设置SPC3的工作方式以及确定输入、输出、诊断等缓冲器的大小和基址指针,并通过中断程序完成新报文的处理,配合具体的应用程序完成了模块化的PROFIBUS-DP智能从站的设计。

数据筛选技术在并行I/O中的应用

CollectiveI/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CollectiveI/O的前提条件 .根据工作站网络的特点 ,在并行I/O系统CION(CollectiveI/OonNowsystem)中将数据筛选技术与之紧密结合 ,充分发挥了CollectiveI/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 .

Matlab的数据文件I/O的实现方法

在实现Matlab和其它应用程序的数据共享时,Matlab常需要读写数据文件。本文详细讨论了Matlab数据文件I/O的实现方法,并给出了程序实例。

基于Neuron芯片的远程数据采集装置的设计

介绍了Ｎｅｕｒｏｎ 和ＭＡＸ１８６ 芯片后， 分析了ＭＡＸ１８６ 的数据采集过程， 叙述了基于Ｎｅｕｒｏｎ

PriVisor:不可信操作系统中用户隐私数据保护方法

在目前网络越来越复杂的计算环境中,避免计算机中用户隐私数据的泄漏是研究人员关注的焦点。当前操作系统(operating system,OS)越来越复杂,恶意程序很容易通过其漏洞劫持操作系统,从而获取用户正在运行的应用程序所访问的数据,导致用户隐私数据的泄漏。以安全轻量虚拟机监控器OSV为基础,设计了一个用户隐私保护系统PriViso(rprivacy visor)。通过对操作系统内存访问进行限制,使操作系统在未经授权的情况下无法对用户隐私数据进行访问,从而保证了用户隐私数据的完整性。通过对设备配置空间的监控,建立安全I/O通道,保证被污染的操作系统无法通过对硬件设备的重配置,来获取用户与计算机进行交互时的敏感数据。对PriVisor的内存保护系统建立了模型,并对其进行了验证,保证了系统设计在理论上的安全可靠性。通过具体攻击实例的分析,验证了PriVisor可以有效地保护用户隐私不被攻击者窃取。

一个基于NOW的并行I/O系统

随着 NOW(networks of workstations)在科学研究中的应用日益广泛 ,如何为 NOW上的科学计算提供高性能的输入、输出成为人们所面临的一个新课题 .根据 NOW的特点 ,设计并实现了一个具有 NOW特色的采用Collective I/ O技术的并行 I/ O系统 CION(collective I/ O on now system) .CION吸取了 DDIO(disk- directedI/ O)与 two- phase I/ O的优点 ,同时采用了数据筛选等一系列优化技术 .

结合隐式元数据和List IO的并行文件系统

并行文件系统中的文件数据与元数据分离管理和分离存储使得系统复杂性上升,可靠性下降,采用将两种数据结合的隐式的元数据管理与存储则可以避免上述问题,而且可以获得元数据的并行服务能力,将Expand隐式元数据管理的简单可靠及元数据并发服务和PVFS高效的ListI/O非连续数据访问的能力相结合,可以同时获得两者的优点。

并行科学计算应用中采样数据的聚集I/O

采样数据的并行I/O制约一些并行应用的运行效率。设计、实现了采样数据的聚集并行I/O方法。该方法在客户端部署采样数据缓存,然后合并数据到输出进程,再存储到文件。为了保障并行程序长时间运行过程中采样数据的存储一致性,该方法在JASMIN框架中监测应用程序的运行状态,当并行程序发生负载平衡或者重启动时刷新或者恢复数据。I/O过程中,进一步使用HDF5的分块I/O提高列存储数据的读写效率。测试表明,新方法不仅具有较好的可扩展性,还能在具有负载平衡与重启动等复杂功能的并行应用中提高采样数据的并行I/O效率7.5倍以上。

大数据存储系统I/O性能优化技术研究进展

大数据存储系统的I/O性能是影响大数据应用整体性能的关键因素之一,总结了当前在存储系统架构、元数据I/O性能、数据I/O性能方面开展的大数据存储系统I/O性能优化工作,并指出了未来大数据存储系统I/O性能优化的一些研究方向。

基于USB技术的通用I/O控制和数据传输模块设计

通用串行总线 (USB)是一种新型的计算机总线接口规范 ,本文简要介绍了其特点 ,并使用 AN2 1 3 1 QC芯片开发了专用模块 ,实现了通用数字 I/O控制和批量数据传输 ,使计算机与外部设备进行快速、便捷、可靠的数据传输和设备通信。此外还详细介绍了系统硬件设计、固件开发、驱动开发和应用程序的编写。

基于动态混合分片机制的云存储系统I/O性能优化算法

为了解决云存储系统中存储I/O性能优化的问题,从数据分布的角度进行研究,建立了存储分片性能模型,并以此为基础给出了以I/O性能最优为目标的分片决策算法以及最优分片数的计算方法,提出了基于动态混合分片机制的数据分布算法(DADH).DHAH能充分考虑各存储节点和客户机的实际性能,动态地进行文件分片决策和最优分片数的计算,并且能根据存储节点的实际性能优化数据分布.实验结果表明:DADH较传统数据分布算法具有最优的I/O性能,并且算法性能提升效果在各种带宽下平均达到18%～44%.

开发基于I/O端口操作的Windows WDM设备驱动程序

WDM是Microsoft公司新推出的设备驱动程序开发模型。该文先结合开发实际分析了它的基本机制,然后简要系统地介绍了用WDM开发一个基于I/O端口操作的Windows2000设备驱动程序的具体做法及主要环节,给出了一些程序片段。