光互连网络盘阵列系统

本文利用光互连器件的突出优势和这项技术的快速进步，提出一种光互连网络并行存储系统结构。将多个磁盘、光盘阵列通过光互连网络连接到多处理器系统中，提供一个快速存取、数据共享的高可靠海量存储子系统，以提高存储系统的多路并行可存取性和有效带宽，试图解决并行计算机中的数据存取瓶颈问题。     

光互连计算机体系结构研究

本文首先介绍了光互连技术和并行计算技术的发展现状。光互连技术具有高互连带宽、低功耗、高互连密度等特性 ,这些特性使得光互连技术在提高系统性能、减少系统体积、降低系统成本等方面将发挥重要作用。提出了一种采用自由空间光互连技术的计算机体系结构模型。这种模型能够充分利用自由空间光互连技术高互连密度和高互连带宽的特点 ,同时能够由数据驱动进行计算 ,具有较高的并行效率 ,采作 RAW结构中使用的 Benchmark程序进行的模拟证明了这种结构的较高并行效率。自由空间光互连技术所基于的器件技术与工艺已经日益成熟 ,如采用倒焊工…     

计算机系统结构复习指导

计算机系统结构课程的特点是理论性比较强。它不像计算机组成原理,很容易可就可以从具体机型中得到直观的印象。一般条件下考生很少有条件能接触到大规模、指令流水等实际实体内容,而只能从书本中得到抽象的印象,所以需要考生有比较强的想象能力,在复习体系结构时一定要抓住核心内容。一般来说,体系结构课程的核心就是有关并行的概念。在构成计算机系统的每个层次上,我们都可以看到并行概念的体现。比如存储系统中的交叉存取结构与处理机内部的流水线,多计算机系统中的并行等,另外还有一个重点就是存储系统的层次结构。我们需要了解如何在成…     

一种新型的高性能计算机存储系统的研究与实现

文中提出了一种改善计算机存储系统写请求特别是小写请求性能的新的存储结构。采用有着高存储速度、高可靠性的固态盘和廉介的硬盘空间共同和为磁光盘的写高速缓存,并结合顺序文件存取技术,从存储体系结构角度出发,研究并实现了一种以较低成本实现快速、可靠、大容量的存储系统。试验表明新型存储系统不必修改现有文件系统,即能大幅提高存储系统性能。中用于要求高可靠性的军用环境以及高可靠性和快速大容量要求的民用系统。     

基于IB统一交换技术的存储系统研究与实现

目前存储系统主要采用FC互连,虽然可靠,但价格昂贵;而端系统的接入网络通常采用Ethernet互连,为了实现与存储系统的互连,服务器需要安装双网卡和双协议栈。这种架构设备多,网络拓扑复杂,管理和维护困难,迫切需要提供统一的物理基础设施来承载Ethernet数据和FC数据。提出基于IB统一交换技术构造存储系统的方法,详细分析网络端口虚拟化,无状态协议转换等关键技术,实现了IB转Ethernet和IB转FC网关,搭建了基于IB统一交换技术的存储系统的原型系统,支持客户端、文件系统服务器和存储阵列等统一接入和统一交换。最后,对端系统访问存储阵列的聚合带宽、延迟等进行测试,充分论证了系统的高效性和可扩展性。     

光学可重排全交叉—逆全交叉网络及其与Benes网络拓扑等价的多套逻辑名结构

互连网络是数字光计算机及并行电子计算机体系结构的重要研究课题。本文提出了可重排全交叉—逆全交叉网络的拓扑结构及其光学实现方案。并采用互连网络拓扑等价的图分析法得到了全交叉—逆全交叉网络与Benes网络具有拓扑等价性质的多套逻辑名结构。为开拓光学可重排全交叉—逆全交叉网络在光电混合巨型并行多处理计算机系统等领域的潜在应用提供了理论依据。     

硬件事务存储系统研究综述

随着多核处理器的发展,硬件平台已经提供了充裕的并行能力,这对软件并行编程提出了更高的要求.传统的基于锁机制的并行编程模型存在着诸多难题.借鉴数据库中事务的思想,人们提出事务存储,旨在提供一种可编程性良好的同步手段.硬件事务存储快速有效的优势使之成为研究的热点.阐述了事务存储的基本概念、执行模型和编程接口.介绍了硬件事务存储系统的三大核心内容,对比了两种典型的硬件事务存储系统.分析讨论了目前硬件事务存储系统研究的热点和难点问题.最后介绍了硬件事务存储研究的平台和测试程序.     

光学可重排全交叉—逆全交叉网络及其与Benes网络拓扑等价的…

互连网络是数字光计算机及并行电子计算机体系结构的重要研究课题。本文提出了可重排全交叉－逆全交叉网络的拓扑结构及其光学实现方案。并采用互连网络拓扑等价的图分析法得到了全交叉－逆全交叉网络与Ｂｅｎｅｓ网络具有拓扑等价性质的多套逻辑名结构。为开拓光学可重排人交叉－逆全交叉网络在光电混合巨型并行多处理计算机系统潜在应用提供了理论依据。     

基于双数据通路的快速上下文切换方法

嵌入式实时操作系统对时间性能有着严格的要求.上下文切换在实时操作系统中频繁发生,其时间开销直接影响整个系统的实时性能.针对一款拥有双数据通路、对存储系统具有并行访问能力的DSP系统,研究出一种快速上下文切换的方法.该方法将任务上下文相关的寄存器组分为两部分,分别保存在可以并行访问的内存中,通过DSP的双数据通路并行存取这两部分的内容.该方法在一款开放源代码的操作系统RTEMS中进行了验证,实验表明,在该DSP系统中,采用基于双数据通路的上下文切换方法能将上下文的保存和恢复时间降低为单数据通路的49.04%.     

基于TRANSPUTER的并行计算机系统在污水处理厂中的应用

为了提高污水处理厂的运行管理水平,本提出了一种新型光互连分布式并行计算机系统。基于Transputer的PLC是该系统的重要组成单元,各单元按一定拓扑结构互连构成污水处理厂的控制系统。研究结果表明,该系统不仅具有较强的并行协调处理能力,而且具有高可靠性、灵活性和可扩展性,以及高速处理能力等优点。     

光互连技术及其在计算机视觉中的应用

可重构的光互连技术具有针对不同的应用提供相应的网络结构的能力。在大规模并行系统中具有很大的优势,可以作为电互连的替代技术应用于计算机视觉这一类计算机和通信速度很高的系统中。     

分布式I/O日志收集系统的设计与实现

随着存储系统的快速发展,以及实际应用中对存储系统的要求日益苛刻,为了研究存储系统I/O子系统的运行形态,设计并实现了一种分布式I/O日志收集系统,该系统能够通过总控制台同时控制分布式系统的多个节点并行收集分布式系统的I/O日志,为分析和回放分布式系统的I/O日志提供有效的数据,且详细描述了系统的设计与实现。     

基于星形互连网络的并行快速傅立叶变换算法

星形互连网络是一种易于实现大规模并行计算的互连网络拓扑结构。利用星形互连网络的递归可分解性的多样性，提出了一种基于星形互连网络的并行快速傅立叶变换算法的实现方法。该方法能够有效地减少计算过程中处理器结点之间的通信开销。提出的星图结点和数据的映射应运 及实现并行FFT的思想可推广到线性方程组求解、矩阵乘法等其它并行算法在星形互连网络上的实现。     

支持可变功耗的多通道串行链路管理机制

互连网络是并行计算机、存储系统和各种数据中心的重要组成部分.随着网络带宽和系统规模的增加,互连网络需要的功耗也随之提升,而且在全系统中所占比例已不容忽视.提出了一种高速串行链路管理机制,根据网络中数据流量的变化,动态调整链路中使用的通道数量.但是即使链路空闲也不会关闭该链路中的所有通道,因此在降低功耗时不会改变网络的连接关系和拓扑结构.实验结果表明,这种机制可以大大增加互连的灵活性,在提供高带宽的同时降低互连网络在空闲时的功耗,缺点是启动延迟会稍有增加.     

事务存储:具有容错特性的并发控制机制

随着多核处理器的发展,开发线程级并行成为提升应用程序执行性能的必要手段,这使得事务存储作为一种具有良好支持线程级并行前景的并行编程机制受到越来越多的关注。本文首先从事务存储系统的冲突检测机制和数据版本管理机制的角度对事务存储系统进行了分类;然后总结综述了目前主要的事务存储系统的实现方式;最后从容错的角度重新审视了事务存储,我们认为事务存储本身具有良好的容错特性,可以自然地与一些主要的容错技术结合,实现高效的故障隔离、检测及恢复。     

以存储器为中心的路由器MRouter

并行系统的互连技术一直是高性能计算机的一个关键研究领域。在本文作者1999年中提出了一种基于多端口快速存储器的新型互连体系结构MCIM,并在此基础上构造出规模为16－128个CPU的结点系统。该文将MCIM原理应用在互连网络通信技术上,实现了一种以存储器系统为中心 的路由器MRouter。它采用流水操作和穿通传输技术,可用于构成低延时、高带宽的高性能互连网络。这将种互连网络与上述结点系统结合,可以实现更大规模的并行系统。而且其无论在板级或是结点级都采用同一种互连技术,有利于系统的模块化实现。文中介绍了以存储器为中心的互连机制MCIM的原理,同时描述了以存储器为中心的路由器MRouter的结构及数据传输流程,在仿真实验中作者对MCIM的互连通信技术和其它互连技术进行了测试和比较。     

并行FFT的通信模式在一组规则WDM光互连网络上的波长分配

在光互连网络上实现并行算法的通信模式是当前一个颇受关注的研究领域,基于顺序映射和移位逆序映射两种不同的嵌入方式,分析了在一组规则WDM光网络上实现并行FFT的通信模式所需的波长数．结论表明：将并行FFT的通信模式嵌入在线性阵列、环、二维mesh和二维torus光网络上。采用移位逆序映射方式比采用顺序映射方式所需的波长数少．     

一种基于定制高性能互连的对象存储系统

基于高性能互连实现对象存储系统已经成为构建高性能计算机可扩展I/O系统的发展趋势。我们设计并实现了一种定制的高带宽、低延迟的高性能互连芯片HSNI,它提供了很好的通信性能,可用于构建对象存储系统。本文对HSNI的硬件体系结构、软件结构及其通信机制进行了介绍,并基于HSNI构建了高性能的对象存储系统。性能测试结果表明,HSNI芯片带宽高、延迟低,非常适合构建大规模对象存储系统,该存储系统能够很好地发挥Lustre系统的性能,并具有很好的可扩展性,能够很好地满足面向高性能计算的I/O系统需求。     

立体车库智能存取车控制算法设计

本文设计了一种智能存取车控制算法,适用于多层面、多通道、多传送大型立体停车库存取车控制。算法利用进程互斥原理确保多个传送车并行工作,对车位编号采用效益优先排序算法实现经济效益最优。本文算法对于提高存取车的工作效率、缩短车辆存取时间具有重要意义。     

网络化光盘库在海量存储系统中的应用研究

1.引言在存储容量需求不断增长的同时,由于越来越多的关键信息转变为数据,数据对个人和企业的价值也就越来越高,人们对存储系统的存取性能、7×24小时数据可用性、存储低成本、系统可扩展性、高可靠性和安全性等方面提出了迫切的存储需求。针对这些存储需求,设计具有高数据传输率、可靠数据存储和备份、智能数据组织和管理等特点的海量数据存储系统逐渐成为存储系统设计的热点问题。