This article reports our research progress in concurrent design theory and methodology.The idea of Micro-Design-Cycle is introduced to provide a mechanism of coordinating variousdesign activities in parallel as much a...This article reports our research progress in concurrent design theory and methodology.The idea of Micro-Design-Cycle is introduced to provide a mechanism of coordinating variousdesign activities in parallel as much as possible.An Object-Life-Cycle diagram is developedas an instrument to visualize the Micro-Design-Cycle and as a practical tool of timing variousactivities being performed in Micro-Design-Cycles.展开更多
NoSQL系统因其高性能、高可扩展性的优势在大数据管理中得到广泛应用,而key-value(KV)模型则是NoSQL系统中使用最广泛的一种存储模型.KV型本地存储系统对于以机械磁盘为持久化存储的情形,存在许多性能优化技术,但这些优化技术面对当前...NoSQL系统因其高性能、高可扩展性的优势在大数据管理中得到广泛应用,而key-value(KV)模型则是NoSQL系统中使用最广泛的一种存储模型.KV型本地存储系统对于以机械磁盘为持久化存储的情形,存在许多性能优化技术,但这些优化技术面对当前的硬件发展新趋势,如多核处理器、大内存和低延迟闪存、非易失性内存NVM(Non-Volatile Memory)等,难以充分发挥新硬件的优势,如数据索引、并发控制、事务日志管理等技术在多核架构下存在多核扩展性问题,又如数据存储策略不适应闪存SSD(Solid State Drive)的新存储特性而产生了IO利用率低效的问题.针对多核处理器、大内存和闪存、NVM等硬件发展新趋势,文中面向当前的大数据应用背景,综述了KV型本地存储系统在索引技术、并发控制、事务日志管理和数据放置等核心模块上的最新优化技术和系统研究成果.从处理器、内存和持久化存储的角度概括了KV型本地存储系统当前存在的最优技术,总结了当前研究尚未解决的技术挑战,并对KV型本地存储系统在CPU缓存高效性、事务日志扩展性和高可用性等方面的研究进行了展望.展开更多
TSO-to-TSO可线性化、TSO-to-SC可线性化和TSO可线性化是Total Store Order(TSO)内存模型下可线性化的3个变种.提出了k-限界TSO-to-TSO可线性化和k-限界TSO可线性化,考察了k-限界TSO-to-TSO可线性化、k-限界TSO-to-SC可线性化和k-限界TS...TSO-to-TSO可线性化、TSO-to-SC可线性化和TSO可线性化是Total Store Order(TSO)内存模型下可线性化的3个变种.提出了k-限界TSO-to-TSO可线性化和k-限界TSO可线性化,考察了k-限界TSO-to-TSO可线性化、k-限界TSO-to-SC可线性化和k-限界TSO可线性化的验证问题.它们分别是这3种可线性化的限界版本,都使用k-扩展历史,这样的扩展历史对应的执行有着限界数目(不超过k个)的函数调用、函数返回、调用刷出和返回刷出动作.k-扩展历史对应执行中的写动作数目是不限界的,进而执行中使用的存储缓冲区的大小也是不限界的,对应的操作语义是无穷状态迁移系统,所以3个限界版本可线性化的验证问题是不平凡的.将定义在并发数据结构与顺序规约之间的k-限界TSO-to-TSO可线性化、k-限界TSO-to-SC可线性化和k-限界TSO可线性化的验证问题归约到k-扩展历史集合之间的TSO-to-TSO可线性化问题,从而以统一的方式验证了TSO内存模型下可线性化的3个限界版本.验证方法的关键步骤是判定一个并发数据结构是否有一个特定的k-扩展历史.证明了这个问题是可判定的,证明方法是将这一问题归约为已知可判定的易失通道机器的控制状态可达问题.本质上,这一归约将每一个函数调用或函数返回动作转化为写、刷出或cas(compare-and-swap)动作.在TSO-to-TSO可线性化的定义中,一个函数调用或函数返回动作会同时影响存储缓冲区和控制状态.为了模拟函数调用或函数返回动作对存储缓冲区的影响,在每个函数调用或函数返回动作之后立刻执行一个特定的写动作.这个写动作及其对应的刷出动作模拟了函数调用或函数返回动作对存储缓冲区的影响.引入观察者进程,为每个函数调用或函数返回动作“绑定”一个观察者进程的cas动作,以这种方式模拟了函数调用或函数返回动作对控制状态的影响.因此证明了TSO内存模型下�展开更多
基金the High Technology Research and Development Programme of china.
文摘This article reports our research progress in concurrent design theory and methodology.The idea of Micro-Design-Cycle is introduced to provide a mechanism of coordinating variousdesign activities in parallel as much as possible.An Object-Life-Cycle diagram is developedas an instrument to visualize the Micro-Design-Cycle and as a practical tool of timing variousactivities being performed in Micro-Design-Cycles.
文摘NoSQL系统因其高性能、高可扩展性的优势在大数据管理中得到广泛应用,而key-value(KV)模型则是NoSQL系统中使用最广泛的一种存储模型.KV型本地存储系统对于以机械磁盘为持久化存储的情形,存在许多性能优化技术,但这些优化技术面对当前的硬件发展新趋势,如多核处理器、大内存和低延迟闪存、非易失性内存NVM(Non-Volatile Memory)等,难以充分发挥新硬件的优势,如数据索引、并发控制、事务日志管理等技术在多核架构下存在多核扩展性问题,又如数据存储策略不适应闪存SSD(Solid State Drive)的新存储特性而产生了IO利用率低效的问题.针对多核处理器、大内存和闪存、NVM等硬件发展新趋势,文中面向当前的大数据应用背景,综述了KV型本地存储系统在索引技术、并发控制、事务日志管理和数据放置等核心模块上的最新优化技术和系统研究成果.从处理器、内存和持久化存储的角度概括了KV型本地存储系统当前存在的最优技术,总结了当前研究尚未解决的技术挑战,并对KV型本地存储系统在CPU缓存高效性、事务日志扩展性和高可用性等方面的研究进行了展望.
文摘TSO-to-TSO可线性化、TSO-to-SC可线性化和TSO可线性化是Total Store Order(TSO)内存模型下可线性化的3个变种.提出了k-限界TSO-to-TSO可线性化和k-限界TSO可线性化,考察了k-限界TSO-to-TSO可线性化、k-限界TSO-to-SC可线性化和k-限界TSO可线性化的验证问题.它们分别是这3种可线性化的限界版本,都使用k-扩展历史,这样的扩展历史对应的执行有着限界数目(不超过k个)的函数调用、函数返回、调用刷出和返回刷出动作.k-扩展历史对应执行中的写动作数目是不限界的,进而执行中使用的存储缓冲区的大小也是不限界的,对应的操作语义是无穷状态迁移系统,所以3个限界版本可线性化的验证问题是不平凡的.将定义在并发数据结构与顺序规约之间的k-限界TSO-to-TSO可线性化、k-限界TSO-to-SC可线性化和k-限界TSO可线性化的验证问题归约到k-扩展历史集合之间的TSO-to-TSO可线性化问题,从而以统一的方式验证了TSO内存模型下可线性化的3个限界版本.验证方法的关键步骤是判定一个并发数据结构是否有一个特定的k-扩展历史.证明了这个问题是可判定的,证明方法是将这一问题归约为已知可判定的易失通道机器的控制状态可达问题.本质上,这一归约将每一个函数调用或函数返回动作转化为写、刷出或cas(compare-and-swap)动作.在TSO-to-TSO可线性化的定义中,一个函数调用或函数返回动作会同时影响存储缓冲区和控制状态.为了模拟函数调用或函数返回动作对存储缓冲区的影响,在每个函数调用或函数返回动作之后立刻执行一个特定的写动作.这个写动作及其对应的刷出动作模拟了函数调用或函数返回动作对存储缓冲区的影响.引入观察者进程,为每个函数调用或函数返回动作“绑定”一个观察者进程的cas动作,以这种方式模拟了函数调用或函数返回动作对控制状态的影响.因此证明了TSO内存模型下�
