操作系統(tǒng)級(jí)低功耗技術(shù)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)普及程度的提高以及計(jì)算機(jī)處理器芯片集成度不斷增長，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功耗和溫度問題愈發(fā)嚴(yán)重。目前的低功耗技術(shù)主要從軟件層次以及硬件層次進(jìn)行研究。而研究表明，在軟件層次進(jìn)行低功耗研究獲得節(jié)能降耗收獲比硬件層次更大。軟件層次上的低功耗研究主要集中在應(yīng)用級(jí)別、編譯級(jí)別以及操作系統(tǒng)級(jí)別。在應(yīng)用層次和編譯層次上，由于能夠獲取計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的知識(shí)有限，進(jìn)行低功耗控制會(huì)受到一定的限制。操作系統(tǒng)被認(rèn)為是進(jìn)行低功耗管理的最佳層次。本文對(duì)當(dāng)前低功耗技術(shù)

2、研究進(jìn)行了充分的調(diào)研工作，特別是對(duì)操作系統(tǒng)級(jí)低功耗技術(shù)手段和研究工作進(jìn)行了總結(jié)，然后分析了當(dāng)前操作系統(tǒng)層低功耗技術(shù)中存在的不足和未完善之處，進(jìn)而在操作系統(tǒng)級(jí)進(jìn)行了相關(guān)研究工作。本文的主要研究工作如下：
　　 1．分析了當(dāng)前計(jì)算機(jī)面臨的功耗問題及其表現(xiàn)，并闡述了當(dāng)前低功耗技術(shù)的研究現(xiàn)狀。重點(diǎn)分析了操作系統(tǒng)級(jí)低功耗技術(shù)，結(jié)合Linux操作系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)分析，并對(duì)當(dāng)前操作系統(tǒng)級(jí)低功耗研究的不足進(jìn)行了闡述。
　　 2．從操作

3、系統(tǒng)調(diào)度器層面開展了系統(tǒng)能效優(yōu)化研究。選擇Linux操作系統(tǒng)為研究案例，在分析LinuxBFS調(diào)度器工作原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了兩種有利于能效優(yōu)化的多核協(xié)同調(diào)度算法，并修改Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核源碼，對(duì)兩種多核協(xié)同調(diào)度算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。在真機(jī)環(huán)境下，對(duì)兩種新的調(diào)度算法和傳統(tǒng)調(diào)度算法帶來的能效進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的多核協(xié)同調(diào)度算法較好地提升了系統(tǒng)能效。
　　 3．首次研究了DVFS技術(shù)對(duì)分時(shí)操作系統(tǒng)中多任務(wù)間公平性帶