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《基于預(yù)取與緩存的磁盤節(jié)能技術(shù)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、湖南大學碩士學位論文基于預(yù)取與緩存的磁盤節(jié)能技術(shù)研究姓名：姚維申請學位級別：碩士專業(yè)：軟件工程指導(dǎo)教師：楊金民;吳昊20100419基于預(yù)取與緩存的磁盤節(jié)能技術(shù)研究摘要磁盤能耗高是Intemet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FO，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格、預(yù)取粒度過于悲觀等方
2、面的問題，在內(nèi)存競爭比較激烈時，預(yù)取頁面被過早的回收而出現(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)的大文件隨機訪問當做順序模式來處理，使算法更友好的支持大量隨機讀寫。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FO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。當監(jiān)測到磁
3、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，適時開啟多線程回寫。此算法優(yōu)化了磁頭的移動路徑，避免了FO擁塞，并提高了系統(tǒng)性能。最后，在Linux下對上述兩個算法進行了實現(xiàn)與驗證。得出，改進后磁盤平均空閑時間延長了10％，平均數(shù)據(jù)傳輸率提高了2倍，在同等負載下磁盤節(jié)省了17％的能量。實驗表明算法具有較好的可行性和實用性。關(guān)鍵詞：磁盤節(jié)能；數(shù)據(jù)預(yù)??；頁面緩存；訪問模式II工程碩士學位論文AbstractAprominentproblemfacedbyintemetdataservicecenterisKgll
4、diskenergyconsumptionwhichincreasesthesystemfailureanddecreasesthereliabilityofthesystem．Therealesomesoftwareandhardwarelevelpoliciestosavediskenergy．Atthesoftwarelevel，basedontheprefetchingandcachingmethodcanmergediskI／Oeffectively，andmakesthediskworkingfullofthetasks
5、，aswellasextendsthediskidletimes．Thisisanimportantwaytoachievethediskenergysaving．Thethesisfocusesonstudying晰tllthefollowingaspects：Firstly，anenergyefficientprefetchingalgorithmisproposed．Todate，someproblemsstillexistintraditionalprefetching，forexample，accesssequencede
6、tectionistoostrict,prefetchingsizeistoopessimistic，andread—aheadthrashingsarisewhenprefetchingpagesareevictedprematurelyundermemorypressure．So，byintroducingatriggerflag，itcanmaketheaccessmodedetectionsimply．Onthisbasis，inordertosupportalargenumberofrandomreadingandwrit
7、ing，werelaxthesequentialitycriterion,anddealthetraditionalrandomaccessoflargefiles、析masequentialpattern．Meanwhile．itsadaptiveprefetchingsizeCanpreventread-aheadthrashingandreducethediskenergyconsumption．Secondly,allenergyefficientcachingalgorithmisproposed．Afteradeepst
8、udyondiskpagecaching，animplementationofinterceptinganddealing嘶t11diskI／Orequestsvirtualdevicemanagementmodelisdesigne
