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使用内存压缩提高系统性能

作　者: 雷浩
导　师: 卢显良
学　校: 电子科技大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 虚存系统内存压缩块设备驱动程序
分类号: TP333
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 59次
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内容摘要

在近几十年中，CPU的速度每18个月到2年就增加一倍，而磁盘访问的延迟只是提高了一点点。磁盘访问的速度是内存访问速度的5到6倍。能够完全装载在内存中的运行的程序能够能从CPU速度提高得到提高，但是换页程序的运行时间主要由磁盘的查找定位时间所决定，并且可能比CPU绑定的程序运行慢很多倍。鉴于由交换引起的I／O请求所带来的大延迟对系统性能的损害，为了提高系统性能，我们可以通过购买更多的RAM。但是，这样做的结果是增加了系统的成本。在不增加现有系统的成本的前提下，我们采用了内存压缩这一技术。内存压缩技术的主要思想是将要换出的页以压缩的形式，存放在预先分配的内存中；当系统下一次访问该页引起缺页错时，系统从预分配的内存区中找到压缩过的该页，将其解压缩后即可以供系统使用。这样，通过避免换出和换入这两个过程对低速硬盘的访问，从而达到了提高系统整体性能的目的。我们的实现是以块设备驱动程序的形式完成的。采用块设备驱动程序的原因是无需修改操作系统的源代码以及模块可以动态的装载和卸载，而无需重新启动系统。通过对我们的内存压缩系统的测试，表明实现了设计目标并对不同的程序的运行时间有不同的提高。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第一章引言  8-11
  1.1 背景  8-9
  1.2 论文组织  9-11
第二章理论基础  11-27
  2.1 内存管理  11-13
  2.2 虚存系统  13-25
    2.2.1 虚存的基本概念  14
    2.2.2 虚存的引入  14-15
    2.2.3 分页  15-18
    2.2.4 交换  18-25
  2.3 本章小节  25-27
第三章内存压缩  27-30
  3.1 内存压缩  27
  3.2 设计思想  27-30
第四章实现技术  30-47
  4.1 压缩  30-33
    4.1.1 Ziv-Lempel压缩算法  30-31
    4.1.2 内存中的数据的表示  31-32
    4.1.3 利用内存中数据的规律性  32-33
  4.2 块设备驱动程序  33-46
    4.2.1 注册驱动程序  34-37
    4.2.2 注销驱动程序  37-38
    4.2.3 一些重要信息  38-39
    4.2.4 request函数  39-44
    4.2.5 挂装和卸载是如何工作的  44-45
    4.2.6 ioctl方法  45-46
  4.3 本章小节  46-47
第五章具体实现  47-56
  5.1 内存管理模块的设计  47-51
    5.1.1 内存管理需考虑的问题  47-48
    5.1.2 Link-Fit方法  48-49
    5.1.3 写入一个逻辑块  49-50
    5.1.4 读出一个逻辑块  50
    5.1.5 初始化内存区  50-51
  5.2 块设备驱动程序的设计  51-56
    5.2.1 Zipmem_Dev设备的重要数据结构  51-52
    5.2.2 zipmem中的重要函数  52-56
第六章功能及性能测试  56-58
  6.1 测试环境  56
    6.1.1 硬件环境  56
    6.1.2 软件环境  56
  6.2 功能测试  56-57
    6.2.1 测试方法  56
    6.2.2 测试结果  56-57
  6.3 性能测试  57-58
结论  58-59
参考文献  59-60
致谢  60

使用内存压缩提高系统性能

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