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计算机研究与发展 2007年第Z1期杂志 文档列表

基于多物光的体全息存储技术1-6

摘要：三维体全息存储具有容量大、带宽高、可靠性高及内容寻址等优点.为了挖掘体全息存储的性能,人们使用各种各样的复用技术.不同于通过增加记录图像数目来提高记录密度的各种现有复用技术,从提高记录每幅图像的数据量出发,提出了一种多物光体全息存储技术,以提高存储容量和存储带宽,发挥体全息存储的优势.从理论上分析推导出双物光体全息存储技术的正确性条件,并通过一个双物光体全息存储系统的例子验证和表现多物光体全息存储技术的价值.最后,分析了多物光体全息存储技术与现有体全息复用技术的不同,讨论了多物光体全息存储技术提高体全息存储性能的本质.

异构应用系统协同技术综述7-11

摘要：从异构应用系统的协同需求入手,详细描述了这一研究领域的历史和现状,对至今已经提出来的解决方案进行了整理和归类,从中梳理出所有解决方案所面临的问题和障碍,然后针对当前以及不远的将来社会应用对异构应用系统协同所提出的要求的变化,指出了异构应用系统协同研究在软件系统结构领域中的重要性和发展方向.

存储海及其关键技术研究与设计12-16

摘要：存储海(Sea of Memory)是一种解决存储墙问题的有效技术.将大量的内存和处理器以一定的拓扑结构连接起来,节点间进行异步通信,从而使系统在内存容量、峰值运算速度以及内存带宽等方面都有显著提高,其关键技术为电容耦合邻近通信(Proximity Communication).该技术无需现在常用的PCB板、导线、针脚等接口,利用电容耦合的方式,使相互邻近的芯片直接进行通信,具有高速、高带宽、低功耗等优点.研究了存储海及其关键技术--邻近通信,并设计实现了一款邻近通信接口,其版图模拟最高工作频率可达2GHz,平均功耗仅为4.26mW.

基于March算法的嵌入式存储器BIST技术17-21

摘要：随着嵌入式存储器规模的不断增大,BIST成为一种节省存储器测试时间和测试成本的有效手段.March算法是当前MBIST设计中最适合的算法.简要介绍了存储器故障模型和各种重要的March算法,探讨了MBIST的几种实现方式,从速度、面积、灵活性和IP保护等几方面对它们进行了分析比较,提出了未来MBIST技术的发展趋势.

基于网络接口的虚实地址转换机制22-25

摘要：网络接口作为连接网络的设备,它在进行存储访问时只能使用物理地址进行寻址操作.为了弥补应用程序虚地址和外设物理寻址之间的差异，提出了一种智能化设计方法NIC-ATT,采用软硬件结合的方式在网络接口中完成虚实地址之间的转换,从而支持连续虚地址空间的硬件DMA操作,克服了硬件DMA操作仅仅支持连续物理地址访问的缺点,增加了网络的智能化程度,提高了网络传输性能.

DDR2存储系统动态匹配技术26-30

摘要：随着同步动态随机存储器DDR2 SDRAM性能的日益提高,对存储系统的设计也提出了更高的要求.芯片内部动态电阻匹配技术是高性能DDR2存储系统设计中提高信号传输质量的关键技术.介绍了DDR2存储器中动态匹配技术的电路结构、信号反射分析以及匹配电阻的实现,指出了采用动态匹配技术的存储系统设计中需要着重考虑的关键问题,并通过软件模拟对动态匹配电路和传统的印制板匹配电路的信号进行了分析和对比.

"前导零预测——并行修正"算法中错误的分析和修正31-34

摘要：前导零预测(又称前导-预测)逻辑电路是提高浮点加法器性能的关键.Bruguera和Tomas Lang提出了一种并行修正的算法.该算法结构清晰,且能减少预测的延时.但是该算法存在一个设计失误从而将导致错误的结果.于是分析了错误形成的原因,改进了算法并证明了改进的正确性.

基于Imagine的科学程序局部性优化方法35-39

摘要：基于Imagine体系结构,提出了一种科学程序局部性优化方法,旨在提高流程序的带宽利用率并保证Imagine强大的计算能力.关键技术在于通过对循环的计算变换和数据变换来开发体系结构的优势.对4个典型科学程序的实验表明,该优化能够有效地提高程序计算密集性且减少索引流,从而增强程序的局部性.

PIPO:一种基于网络处理器的新型多通道报文缓冲调度机制40-44

摘要：随着链路速度的增加,为避免拥塞所导致的报文丢失,网络处理器需使用大容量、高带宽的多通道报文缓冲存储器.如何高效利用多通道报文缓冲存储器的带宽成为网络处理器设计的一个重要问题.在分析网络处理器中报文缓冲特点的基础上,提出了一种流水输入/并行输出(PIPO)的新型多通道报文缓冲调度机制,采用流水输入调度技术处理输入端的写请求序列,采用并行输出调度技术调度输出端的读请求序列,同时采用存储访问策略优化输入/输出端的访存效率.通过模拟实验与传统的FCFS调度方法相比较,PIPO调度方法具有更高的带宽利用率和更低的瞬时带宽抖动.

面向海量数据存储的对象存储技术研究45-49

摘要：在这个信息大爆炸的时代,伴随着各行业中数据量的不断激增,以至海量数据的大量出现,存储技术正在发生革命性的变化.专门针对海量数据存储环境,对现有存储结构进行了分析,研究了面向对象存储技术:主要包括对象存储模型、对象存储系统以及对象存储特性.由于对象存储结构具有良好的可伸缩性、高性能、跨平台、安全数据共享等能力,使其成为海量数据存储的一个理想选择.

面向海量数字资源管理的FC-SAN性能研究综述50-56

摘要：信息爆炸为海量数字资源管理带来的挑战之一就是海量信息的存储问题.以FC-SAN为代表的网络化存储为该挑战提供了新的解决途径.FC-SAN系统作为存储基础设施其性能在很大程度上影响着整个海量数字资源管理系统在访问性能和服务质量上的表现.然而由于组成结构复杂等诸多因素,致使FC-SAN系统性能的有关研究仍处于初级阶段,从理论到工具都十分欠缺.分析了目前FC-SAN性能研究中存在的问题和难点,比较全面地介绍了此方面的研究方法,对现有研究工作进行了归纳总结,并对下一步研究提出了一些设想.

嵌入式光纤通道通信技术研究57-60

摘要：在分析光纤通道和光纤通道协议的基础上,针对光纤通道轻量协议进行了深入的研究,论述了它的基本原理及实现方法,通过原型实验,对该协议的性能进行了分析.分析表明,光纤通道轻量协议能够满足嵌入式环境下的高速率、低延迟的应用要求.

美军网络存储系统建设研究61-63

摘要：现代战争对信息资源的共享与有效管理提出了新的要求,对存储系统也提出了新的挑战.美军的存储系统建设已经走在了世界的前列.随着其信息化建设的不断深入,相继建设了一系列的网络存储系统.详细分析了美军网络存储系统建设的特点,并对其网络存储系统下一步发展趋势进行了预测.

具有事务能力的文件存储技术64-68

摘要：文件系统的存储效率较高,访问接口简单,因此很多应用系统的非结构化数据存储直接建立在文件系统上.随着应用系统管理的数据量不断增大和对数据操作的复杂化,文件系统提供的数据存储功能已经不能满足当前不断增长的存储需求.提出了一种将非结构化数据集中存储,同时支持事务的存储方案,并依据此方案实现了一个高效、易用的数据存储系统GSL.GSL的数据存储接口与文件系统的接口风格一致,并支持事务处理.将GSL与文件系统以及Oracle数据库的BLOB存储效率进行了测试和比较,结果表明,GSL的存储效率与文件系统的存储效率相当,优于BLOB.

SAN环境下高性能集群文件系统研究与实现69-74

摘要：在研究现有主流的集群文件系统后,针对SAN环境的特点,提出了一种高性能、低成本、支持大容量的集群文件系统模型.在论述其正确性后,对其性能进行分析.该模型采用文件元数据集中管理、多级cache、元数据预分配及预取等关键技术来提高系统的可靠性及吞吐率.最后通过实验验证了该模型的高效性.

V-PPIM:基于V-PIM的高性能PIM并行系统75-81

摘要：PIM (processor-in-memory)结构把高密度DRAM存储器和CMOS处理逻辑集成在一个芯片上,具有高带宽、低延迟特点.基于PIM技术的高性能并行系统具有更好的可扩展性、自适应性、鲁棒性和低功耗等特性,有望成为未来构建超千万亿次计算系统的基石之一.向量处理技术可充分发挥PIM的结构优势,结合向量处理和PIM的结构特点提出基于向量PIM结构的V-PPIM并行系统,描述了V-PPIM及其处理元--基于向量的PIM(Vector-based PIM, V-PIM)--结构及设计思想,讨论了V-PIM的关键特点并指出了进一步的研究方向.

一种高可用性存储系统TH-iSCSI的设计与实现82-90

摘要：基于IP网络的存储在远距离传输、管理、成本和互操作性方面优于光纤通道技术,iSCSI存储技术已是目前研究的一个热点.详细介绍了一种基于iSCSI协议的高可用性存储系统TH-iSCSI的设计与实现.基于iSCSI控制器实现了IO负载的控制机制，并提出了一种在线更换存储设备的机制,提高了系统的稳定性和可用性.提出了一种多通道控制技术,提供通道上的失效冗余和负载平衡,有效提高了TH-iSCSI存储系统并发IO能力.实现了多网络适配器轮转(Round-Robin)和热备份(Active-Standby)两种发送模式,利用负载均衡和失效恢复的调度算法将数据报分发到相应的网络接口上,从而实现了链路的聚合,既提高了吞吐率,又降低了链路的失效率,还提高了应用服务器和iSCSI控制器的可用性.此外,还提出了一种基于IP地址的存储设备映射方法,实现了启动器对虚拟设备标识符访问权限的控制,提高了系统的安全性.测试结果表明,TH-iSCSI存储系统具有较高的性能与可用性,多链路平均读写速度可达到300MBps,单链路有效负载率达到85%以上.

基于IPv6的存储集群网络中间件设计与实现91-95

摘要：目前下一代互联网的标准网络层协议采用IPv6已成定局,同时基于IP网络的存储集群是构造高性价比海量存储系统的基本手段,而现有的存储集群不支持IPv6,因此研究基于IPv6的存储集群对于网络和存储技术的发展和应用都有重要的价值.分析和研究存储集群的网络中间件,在此基础之上设计并实现了支持IPv6的网络中间件.采用该中间件通过对Lustre的测试表明,IPv6网络中间件与原有IPv4网络中间件相比性能不受影响.设计、实现的原理和技术还适用于更广范围内IPv6的移植和应用.