基于cmp硬件事务存储系统优化技术研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于CMP的硬件事务存储系统优化技术研究硕士研究生：张岐指导教师：李静梅教授学科、专业：计算机应用技术论文主审人：门朝光教授哈尔滨工程大学2013年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于CMP的硬件事务存储系统优化技术研究硕士研究生：张岐指导教师：李静梅教授学位级别：工学硕士学科、专业：计算机应用技术所在单位：计算机科学与技术学院论文提交日期：2012年12月论文答辩日期：2013年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM

2、.EngResearchonOptimizationTechniqueforHardwareTransactionalMemorySystemBasedonCMPCandidate:ZhangQiSupervisor:Prof.LiJingmeiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ComputerAppliedTechnologyDateofSubmission:Dec.,2012DateofOralExamination:Mar.,2013University:HarbinEngineeringU

3、niversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或

4、机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日基于CMP的硬件事务存储系统优化技术研究研究摘要随着多核处理器的广泛应用，内核之间有效同步问题成为并行编程的一个难题。传统的锁同步不能

5、满足多线程编程的要求，事务存储作为一种共享资源同步的新模型被提出。因其具有较强原子性和隔离性等优点，硬件事务存储成为现如今计算机系统结构中的研究热点之一。近年来，国内外许多专家学者和科研机构对其展开积极的研究和探索。但是，硬件事务存储系统中事务执行时常发生的读/写冲突、使用固定大小的签名、使用单一事务执行模式等问题都会导致系统性能降低甚至死锁。因此，本文将针对现有硬件事务存储系统中存在的上述不足，对其现有的冲突检测机制和并发控制机制进行优化，以寻求高效合理的事务存储系统。本文首先对硬件事务存储系统中的冲突检测机制进行优化，重新设计冲突检测所应用的签名结构，提出一种基于动

6、态签名的冲突检测机制。该机制通过控制器调整签名中过滤器数量，满足新分配签名的需求，使有限的资源得到最大限度的合理利用，减小已分配签名的大小，降低系统误判率。其次，在此研究基础上，对冲突检测时系统的并发控制机制进行优化，提出一种基于冲突序列化的并发控制机制，将发生冲突的事务进行序列化，采用新的事务一致性协议，运用事务模式选择器动态选择事务执行模式，减少事务执行过程中的中止率和延迟，并发控制冲突检测和冲突解决方法，提高事务的并发性，降低事务执行过程中的硬件及软件开销，改善硬件事务存储系统性能。最后，为了验证优化后的硬件事务存储系统的高效性和可行性，设计合理的性能测试方案，对

7、其进行性能测试和结果分析。性能测试结果表明：新型的基于动态签名的冲突检测机制有效地克服了传统机制中存在的冲突频繁发生、虚假冲突率过高等缺点；基于冲突序列化的并发控制机制减少事务中止率，合理调节不同类型事务执行顺序，促进了硬件事务存储系统性能的提升，具有良好的应用前景和研究价值。关键词：多核处理器；硬件事务存储；冲突检测；并发控制哈尔滨工程大学硕士学位论文基于CMP的硬件事务存储系统优化技术研究研究AbstractAlongwiththeextensiveapplicationofmulticoreprocessors,theproblem