發(fā)布時間：2020-12-14 06:50

　　磁盤能耗高是Internet數(shù)據(jù)服務(wù)中心面臨的突出問題,導(dǎo)致系統(tǒng)故障增多、可靠性下降。磁盤節(jié)能具有軟件級與硬件級之分。在軟件級,基于預(yù)取與緩存的方法能有效的合并磁盤I/O,使磁盤工作時任務(wù)飽滿,連續(xù)休眠時間足夠長,是磁盤節(jié)能的重要途徑。本文主要工作包括如下幾個方面：首先,提出了一種磁盤節(jié)能的預(yù)取算法。目前,現(xiàn)有的預(yù)取方案存在訪問序列順序性檢測過于嚴(yán)格、預(yù)取粒度過于悲觀等方面的問題,在內(nèi)存競爭比較激烈時,預(yù)取頁面波過早的回收而出現(xiàn)預(yù)取抖動。因此,算法引入預(yù)取觸發(fā)標(biāo)記,簡化訪問模式的檢測。在此基礎(chǔ)上,放寬順序訪問的識別條件,將傳統(tǒng)的大文件隨機(jī)訪問當(dāng)做順序模式來處理,使算法更友好的支持大量隨機(jī)讀寫。同時采用自適應(yīng)的預(yù)取大小,能有效的避免預(yù)取抖動,降低磁盤能耗。其次,提出了一種磁盤節(jié)能的緩存算法。在深入研究了磁盤頁面緩存的基礎(chǔ)上設(shè)計了虛擬設(shè)備管理模型來實現(xiàn)磁盤I/O請求的截獲和處理。模型通過虛擬磁盤技術(shù)截取來自上層的I/O請求,同時利用請求的位置相關(guān)性對I/O隊列重排。系統(tǒng)小寫時,先緩存到延遲隊列。當(dāng)監(jiān)測到磁盤的活動狀態(tài)到來時,將所有的延遲I/O一次性寫回磁盤。在磁盤工作繁忙時,適時開啟多線程... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
插圖索引
附表索引
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 磁盤節(jié)能的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 磁盤的發(fā)展歷程
        1.2.2 磁盤的特性
        1.2.3 磁盤節(jié)能管理辦法
    1.3 本文的主要工作及其內(nèi)容
    1.4 論文的結(jié)構(gòu)
第2章 面向磁盤節(jié)能的預(yù)取算法
    2.1 引言
    2.2 Linux的文件系統(tǒng)及預(yù)取方案
    2.3 預(yù)取核心問題
        2.3.1 預(yù)取時期
        2.3.2 預(yù)取對象
        2.3.3 預(yù)取與緩存的共存
    2.4 節(jié)能預(yù)取算法
        2.4.1 記錄訪問歷史
        2.4.2 啟動預(yù)取時期
        2.4.3 自適應(yīng)調(diào)整預(yù)取粒度
        2.4.4 內(nèi)存管理
    2.5 本章小結(jié)
第3章 面向磁盤節(jié)能的緩存算法
    3.1 引言
    3.2 磁盤緩存的關(guān)鍵技術(shù)
        3.2.1 文件系統(tǒng)的緩存設(shè)計
        3.2.2 磁盤緩存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
        3.2.3 磁盤緩存回寫以及存在的問題
    3.3 能量有效的磁盤緩存算法
    3.4 算法設(shè)計
    3.5 本章小結(jié)
第4章 節(jié)能的預(yù)取與緩存算法在Linux下的實現(xiàn)
    4.1 引言
    4.2 內(nèi)存的分配回收
        4.2.1 內(nèi)存頁面
        4.2.2 內(nèi)存分配
        4.2.3 內(nèi)存回收
    4.3 預(yù)取算法的實現(xiàn)及其模擬實驗結(jié)果比較
    4.4 緩存算法的實現(xiàn)及其模擬實驗結(jié)果說明
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄



本文編號：2916014