一种适用嵌入式系统的自适应动态内存管理方案

实时性、可靠性、高效性的要求,使得许多嵌入式应用使用自己的内存管理方案。任何内存碎片的产生无疑都是对大块内存频繁分割造成的,适当减少对大块内存的分割,就会减少内存碎片的产生,但在减少分割内存块的同时又如何才能满足系统对内存的需求呢?文中在对当今最常用的两种内存分配算法分析的基础上提出一种新的适用于嵌入式系统的内存管理算法——自适应动态内存分配算法,重点就如何减少内存碎片,提高内存利用率,提出了新的构想与实现。望其成为嵌入式系统中内存管理算法的模板。     

一种适用嵌入式系统的自适应动态内存管理方案

实时性、可靠性、高效性的要求，使得许多嵌入式应用使用自己的内存管理方案。任何内存碎片的产生无疑都是对大块内存频繁分割造成的，适当减少对大块内存的分割，就会减少内存碎片的产生，但在减少分割内存块的同时又如何才能满足系统对内存的需求呢？文中在对当今最常用的两种内存分配算法分析的基础上提出一种新的适用于嵌入式系统的内存管理算法——自适应动态内存分配算法，重点就如何减少内存碎片，提高内存利用率，提出了新的构想与实现。望其成为嵌入式系统中内存管理算法的模板。     

改进的Spark Shuffle内存分配算法

Shuffle性能是影响大数据集群性能的重要指标,Spark自身的Shuffle内存分配算法试图为内存池中的每一个Task平均分配内存,但是在实验中发现,由于各Task对于内存需求的不均衡导致了内存的浪费和运行效率较低的问题。针对上述问题,提出一种改进的Spark Shuffle内存分配算法。该算法根据Task的内存申请量和历史运行数据将Task按内存需求分为大小两类,对小内存需求型Task作"分割化"处理,对大内存需求型Task基于Task溢出次数和溢出后等待时间分配内存。该算法充分利用内存池的空闲内存,可以在数据倾斜导致的Task内存需求不均衡的情况下进行Task内存分配的自适应调节。实验结果表明,改进后算法较原算法降低了Task的溢出率,减少了Task的周转时间,提高了集群的运行性能。     

FreeRTOS内存管理方案的分析与改进

针对FreeRTOS内存管理方案分配时间不确定,切割次数较多,利用率低及合并机制不足等缺点,采用一种“精确切割”和“延时合并”相结合的策略以最大限度减少内存碎片,提高内存利用率。具体实现方法是在FreeRTOS中引入TLSF（Two-level Segregated Fit）算法数据结构,采用二级位图索引对动态内存进行管理,并改进TLSF算法的内存分配和释放过程;最后将改进的算法以及FreeRTOS移植到STM32开发平台上进行实验测试。测试结果表明该方法提高了FreeRTOS的内存分配速度,减少了内存碎片率。     

Nginx Slab算法研究

Nginx设计了简单的内存池进行内存管理来降低开发中对内存资源管理的复杂度。Nginx各进程间使用共享内存的方式共享数据,而对共享内存的内存池进行管理的方法是基于经典的Slab算法,其通过构造小的内存块来避免内存碎片、使用链表方式连接有限的页面来提高分配速率。本文详细介绍Nginx的Slab算法,对其进行总结,并与经典的Linux内核的Slab算法对比。     

Windows操作环境下二维动态数组的分配与管理

介绍了Windows下内存分配的三种方法:C语言的内存分配函数、C 语言的对象内存操作符,以及Windows内存管理函数,着重讨论了利用Windows内存管理函数进行二维动态数组的分配与管理的问题,并以我们所开发的Windows图像处理软件系统为例,说明了本     

C语言的malloc和free函数

C语言程序在运行期间的内存管理主要靠malloc和free函数实现,这部分内存由程序员使用malloc申请分配,用free释放该内存。本文主要介绍malloc和free函数的使用。     

一种基于VxWorks的内存分配算法

研究了VxWorks系统内存分配算法,指出了常用内存管理算法的局限性,在此基础上,提出了一种改进的内存分配算法.改进的内存分配算法包括优化的内存块分配算法和快速高效的动态内存分配算法,两者结合使用将会有效提高嵌入式系统的性能.对改进内存算法的实现作了详细的介绍.     

内存管理机制的高效实现研究

为了高效地管理内存,防止内存泄漏、越界访问等问题的出现,在分析传统动态内存管理机制的基础上,提出了一种基于Windows虚拟内存管理的高效动态内存管理机制.通过创建内存管理器来维护虚拟地址空间和处理内存申请和释放请求,改进了传统动态内存分配与回收算法,并在VC++6.0开发平台上实现了该动态内存管理机制.测试结果分析表明,该方法有效降低了申请与释放内存的时间耗费,减少了内存碎片的产生,提高了动态内存管理效率.     

基于Nucleus Plus操作系统的多实例模式的实现

在对TD_LTE射频一致性测试仪表的开发中,针对同时建立多个承载的需求,引入了多实例管理模式。着重介绍了项目协议栈中基于Nucleus Plus操作系统多实例模式的实现机制。该机制中包含了系统的内存池、队列、任务等组件的初始化,其多实例管理模块有效地完成了消息的路由,同时采用优化后的分区内存池对消息和各实例数据内存进行分配和释放,使内存分配中产生的内碎片降到最低。     

性能虚拟化存储系统的设计与实现

针对集中共享存储环境中不同应用间的性能隔离和性能保证问题,在容量虚拟化管理的基础上提出一种性能虚拟化管理机制,实现同时支持容量和性能虚拟化管理的虚拟存储系统。该系统采用扩展了接纳管理和空闲资源公平分配机制的比例带宽资源分配算法,实现虚拟磁盘间的性能虚拟化,避免多个虚拟磁盘间的性能干扰。     

Memory allocation algorithm for cloud services

Memory allocation has a major influence on multiuser systems, cloud-based services, virtual machines, and other computer systems. Memory allocation is a process that assigns physical or virtual memory space to programs and services as efficiently and quickly as possible. Economical memory allocation management needs allocation strategies with minimum wastage. In this paper, we introduce a new memory allocation algorithm based on sequential fits and zoning for on-demand (online) cloud services. The memory is divided into multiple zones, where a subgroup of relative request sizes compete in reverse order. We use simulation to compare our new mechanism with existing memory allocation methods that have been deployed using Amazon Elastic Compute Cloud as a test bed. The proposed algorithm is more efficient, and the average saving for the normalized revenue loss is about 7% better than best-fit and 15% better than first-fit memory allocation. In addition, we show that proposed algorithm is robust and faster and has a fairness index that is superior to that of existing techniques.     

IP 设备可信接入控制技术

提出了IP设备可信接入控制技术。通过该技术的应用,实现了大中型企业信息网络中所有IP设备的接入行为的管理与控制,系统采用基于Linux系统的Python语言进行开发,用户在Web管理端通过可视化的界面进行IP资源的规划、分配,同时可以制定各种IP使用策略。系统实现了对信息网所有IP设备接入行为的可控、在控,从而提高了信息网络的安全性。     

开源RTOS内存管理机制分析和改进

针对开源RTOS(FreeRTOS)内存分配时间不确定及内存利用率低、不能很好支持动态内存分配等不足,研究FreeRTOS的内存管理机制并比较几种典型动态内存管理算法的优缺点。移植修改过的TLSF算法对管理机制进行改进,较小的内存分成固定大小的内存块,用一级位图索引组织,较大的内存用二级间隔表组织。实验结果表明该方法能较好地提高内存分配速度和利用率。     

SRF Coloring: Stream Register File Allocation via Graph Coloring

Stream Register File (SRF) is a large on-chip memory of the stream processor and its efficient management is essential for good performance. Current stream programming languages expose the management of SRF to the programmer, incurring heavy burden on the programmer and bringing difficulties to inheriting the legacy codes. SF95 is the language developed for FT64 which is the first 64-bit stream processor designed for scientific applications. SF95 conceals SRF from the programmer and leaves the management...     

基于嵌入式系统的e_slab研究与实现

为降低嵌入式系统的内存管理开销,提升内存分配效率,详细分析了slab分配器机制并指出其不足,给出相应的改进措施,提出了基于e_slab算法的内存分配器。实验表明,e_slab算法不仅简化了内存管理结构,而且提高了内存分配效率。     

基于Event-B的航天器内存管理系统形式化验证

内存管理系统位于操作系统内核的最底层,为上层提供内存分配和回收机制.在航天器这类安全攸关的关键系统中,其可靠性和安全性至关重要,必须要考虑到强实时性、有限空间限制、高分配效率以及各种边界条件约束.因此,系统通常采用较为复杂的数据结构和算法来管理内存空间,同时需要采用非常严格的形式化方法来保证航天器这类安全攸关系统的高可信性.对复杂内存管理系统的形式化验证也会较之前的验证工作带来更多难题,主要体现在：内存管理模块中的复杂数据结构的形式化描述;操作的规范语义;行为的建模;内部函数的规范及断言定义与循环不变式的定义;实时性验证等方面.本文拟针对这些问题,深入分析实际的航天器操作系统内存管理系统的特性;探索基于分层迭代的语义描述与验证的一般性方法与理论,并应用这些理论方法,来验证一个具有实际应用的航天嵌入式操作系统的内存管理系统.本文研究成果有望被直接应用于我国新一代的航天器系统上.     

基于多目标全局约束的任务分配和调度算法

针对嵌入式系统中大多数任务执行算法不考虑目标成本问题,提出了一种基于多目标全局约束的任务分配和调度算法。算法使用约束逻辑编程来对任务执行资源如处理单元、通信设备以及代码和数据存储量的使用进行多目标全局约束。算法假设ROM和RAM分别用于代码存储和数据存储,算法还考虑数据在数据存储器中的位置。实验结果表明,尽管在多个约束条件下,提出的任务分配和调度算法无论在代码存储和数据存储量使用方面,还是在对任务有效求解方面都能取得比普遍采用的贪婪调度算法更好的结果。     

动态分区分配与回收算法的模拟

为了探索和改进操作系统课程的教学方法,加强学生对动态分区的深入理解,采用C语言中的链表模拟实现了动态分区中的两种分配算法:首次适应算法(First Fit)、最佳适应算法(Best Fit),以及内存回收算法。模拟结果表明:这种理论加实践的教学不仅有助于学生掌握操作系统的理论知识,使抽象内容具体化,而且有助于提高学生分析数据、选择数据结构以及综合编程的能力。