線程調度方法與測試工具的研究與實現(xiàn)
發(fā)布時間：2021-01-05 21:14
隨著多核技術的發(fā)展,多片多核體系結構正在成為中高端服務器市場的主流�；谲浖陀布亩嗑�程技術為并行計算,特別是事務處理應用提供了有效手段。隨著處理器片數(shù)和核數(shù)的不斷增加,多片多核體系結構給操作系統(tǒng)調度程序的設計以及性能優(yōu)化帶來了新的挑戰(zhàn),操作系統(tǒng)線程調度技術的可擴展性和性能優(yōu)化成為新的研究熱點,同時也對線程調度技術的分析和評測方法提出了新的要求。論文首先分析了現(xiàn)有主要調度器的實現(xiàn)原理及關鍵技術,闡述了線程調度技術的發(fā)展趨勢,總結和歸納了調度性能優(yōu)化的主要途徑;在此基礎上,重點研究了操作系統(tǒng)線程調度技術的評測方法,分析了四個重要的性能評價指標,針對每個性能指標提出了具體的評測方法,設計了三個層次的測試框架模型,包括微觀層、組件層和應用層。設計和實現(xiàn)了新的線程切換代價測試程序（Latency of thread context-switch,LTC）,用信號量作為令牌進行通信和同步,減少額外開銷,提高測試結果的精度和穩(wěn)定性;通過集成多種調度策略、共享方式和負載量,可以從不同的場景分析線程切換時的間接延遲。設計實現(xiàn)了評測調度器對體系結構可擴展性的分析工具（Bind load test,BL...
【文章來源】：國防科技大學湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：82 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 線程調度概述
1.2 課題背景與研究意義
1.3 研究內容和主要工作
1.4 論文組織結構
第二章 線程調度相關研究與分析
2.1 多片多核體系結構
2.2 調度器的發(fā)展及關鍵技術分析
2.2.1 Linux2.4 的O（n）調度器
2.2.2 Linux2.6 的O（1）調度器
2.2.3 SD、RSDL 與CFS 調度器
2.2.4 調度器性能優(yōu)化分析
2.3 相關測試方法
2.4 相關測試工具
2.4.1 Lmbench
2.4.2 Sysbench
2.4.3 TPC-C
2.5 本章小結
第三章 線程調度性能評測方法研究與建模
3.1 性能評價指標
3.1.1 線程切換代價
3.1.2 調度器的擴展性
3.1.3 周轉時間公平性
3.1.4 綜合效率
3.1.5 其它指標
3.2 選擇測試程序
3.3 測試框架模型
3.4 測試運行規(guī)則
3.5 本章小結
第四章 線程調度性能測試工具設計與實現(xiàn)
4.1 線程切換代價分析工具設計與實現(xiàn)
4.1.1 延時測量算法
4.1.2 同步機制設計
4.1.3 負載模式設計
4.1.4 調度策略設計
4.1.5 切換模型及實現(xiàn)
4.1.6 測試統(tǒng)計自動化
4.2 調度器體系結構擴展性分析工具BLT 設計與實現(xiàn)
4.2.1 任務分配特性分析
4.2.2 測試模型實現(xiàn)
4.2.3 緩存負載設計
4.2.4 控制調度范圍
4.2.5 測試統(tǒng)計自動化
4.3 本章小結
第五章 線程調度性能評測與分析
5.1 測試環(huán)境
5.1.1 硬件體系結構
5.1.2 Linux 內核
5.1.3 數(shù)據(jù)庫
5.2 切換代價評測
5.2.1 額外開銷分析
5.2.2 多負載環(huán)境線程切換代價分析
5.2.3 調度器線程切換代價對比分析
5.3 任務分配策略評測
5.4 周轉時間與公平性評測
5.5 TPC-C 綜合性能評測
5.6 本章小結
第六章 結束語
6.1 工作總結
6.2 工作展望
致謝
參考文獻
作者在學期間取得的學術成果
【參考文獻】：
期刊論文
[1]芯片級多線程處理器的操作系統(tǒng)調度研究[J]. 邵立松,孔金珠,戴華東. 計算機工程. 2009(15)
[2]Linux內核完全公平調度器的分析及模擬[J]. 張桂蘭,王飛超. 中國科技信息. 2009(04)
[3]基于pfmon的性能測試與分析工具Codemon[J]. 趙永剛,付立東. 計算機工程. 2008(19)
[4]多核多線程處理器存儲技術研究進展[J]. 屈文新,樊曉椏,張盛兵. 計算機科學. 2007(04)
[5]負載平衡調度問題的一般模型研究[J]. 李冬梅,施�；�. 計算機工程與應用. 2007(08)
[6]系統(tǒng)負載與并行程序運行時間的關系[J]. 雷州,徐志偉,祝明發(fā). 計算機研究與發(fā)展. 2000(07)
博士論文
[1]多核多線程處理器上任務調度技術研究[D]. 吳佳駿.中國科學院研究生院（計算技術研究所） 2006
碩士論文
[1]linux內核調度器分析及模擬[D]. 高博.浙江大學 2008
[2]Kylin操作系統(tǒng)線程機制研究與實現(xiàn)[D]. 張穎星.國防科學技術大學 2005
[3]計算機系統(tǒng)性能評測與分析[D]. 劉力力.中國科學院研究生院（計算技術研究所） 2000
本文編號：2959312
【文章來源】：國防科技大學湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：82 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 線程調度概述
1.2 課題背景與研究意義
1.3 研究內容和主要工作
1.4 論文組織結構
第二章 線程調度相關研究與分析
2.1 多片多核體系結構
2.2 調度器的發(fā)展及關鍵技術分析
2.2.1 Linux2.4 的O（n）調度器
2.2.2 Linux2.6 的O（1）調度器
2.2.3 SD、RSDL 與CFS 調度器
2.2.4 調度器性能優(yōu)化分析
2.3 相關測試方法
2.4 相關測試工具
2.4.1 Lmbench
2.4.2 Sysbench
2.4.3 TPC-C
2.5 本章小結
第三章 線程調度性能評測方法研究與建模
3.1 性能評價指標
3.1.1 線程切換代價
3.1.2 調度器的擴展性
3.1.3 周轉時間公平性
3.1.4 綜合效率
3.1.5 其它指標
3.2 選擇測試程序
3.3 測試框架模型
3.4 測試運行規(guī)則
3.5 本章小結
第四章 線程調度性能測試工具設計與實現(xiàn)
4.1 線程切換代價分析工具設計與實現(xiàn)
4.1.1 延時測量算法
4.1.2 同步機制設計
4.1.3 負載模式設計
4.1.4 調度策略設計
4.1.5 切換模型及實現(xiàn)
4.1.6 測試統(tǒng)計自動化
4.2 調度器體系結構擴展性分析工具BLT 設計與實現(xiàn)
4.2.1 任務分配特性分析
4.2.2 測試模型實現(xiàn)
4.2.3 緩存負載設計
4.2.4 控制調度范圍
4.2.5 測試統(tǒng)計自動化
4.3 本章小結
第五章 線程調度性能評測與分析
5.1 測試環(huán)境
5.1.1 硬件體系結構
5.1.2 Linux 內核
5.1.3 數(shù)據(jù)庫
5.2 切換代價評測
5.2.1 額外開銷分析
5.2.2 多負載環(huán)境線程切換代價分析
5.2.3 調度器線程切換代價對比分析
5.3 任務分配策略評測
5.4 周轉時間與公平性評測
5.5 TPC-C 綜合性能評測
5.6 本章小結
第六章 結束語
6.1 工作總結
6.2 工作展望
致謝
參考文獻
作者在學期間取得的學術成果
【參考文獻】：
期刊論文
[1]芯片級多線程處理器的操作系統(tǒng)調度研究[J]. 邵立松,孔金珠,戴華東. 計算機工程. 2009(15)
[2]Linux內核完全公平調度器的分析及模擬[J]. 張桂蘭,王飛超. 中國科技信息. 2009(04)
[3]基于pfmon的性能測試與分析工具Codemon[J]. 趙永剛,付立東. 計算機工程. 2008(19)
[4]多核多線程處理器存儲技術研究進展[J]. 屈文新,樊曉椏,張盛兵. 計算機科學. 2007(04)
[5]負載平衡調度問題的一般模型研究[J]. 李冬梅,施�；�. 計算機工程與應用. 2007(08)
[6]系統(tǒng)負載與并行程序運行時間的關系[J]. 雷州,徐志偉,祝明發(fā). 計算機研究與發(fā)展. 2000(07)
博士論文
[1]多核多線程處理器上任務調度技術研究[D]. 吳佳駿.中國科學院研究生院（計算技術研究所） 2006
碩士論文
[1]linux內核調度器分析及模擬[D]. 高博.浙江大學 2008
[2]Kylin操作系統(tǒng)線程機制研究與實現(xiàn)[D]. 張穎星.國防科學技術大學 2005
[3]計算機系統(tǒng)性能評測與分析[D]. 劉力力.中國科學院研究生院（計算技術研究所） 2000
本文編號：2959312
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