基于Linux操作系統(tǒng)動態(tài)調(diào)頻技術(shù)研究.pdf

1、動態(tài)調(diào)頻技術(shù)是計算機(jī)功耗領(lǐng)域研究的熱點，也是計算機(jī)功能模塊重要組成部分。動態(tài)調(diào)頻技術(shù)在保證計算機(jī)處理能力的同時，有效降低了系統(tǒng)的功耗。本文以降低計算機(jī)系統(tǒng)功耗為出發(fā)點，通過CPUFreq模塊，對Linux操作系統(tǒng)動態(tài)調(diào)頻技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　本文首先論述Linux操作系統(tǒng)動態(tài)調(diào)頻技術(shù)的研究背景和意義，并對其國內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行了研究。當(dāng)前Linux操作系統(tǒng)下CPU功耗獲取的方法，存在著計算復(fù)雜，操作繁瑣和計算不精確等一系列問題，針對這些

2、問題，在研究Linux操作系統(tǒng)電源管理機(jī)制的前提下，設(shè)計并實現(xiàn)了一款新的CPU功耗獲取軟件。該軟件通過獲取CPU運行頻率與時間片信息，依據(jù)功耗計算模型，在軟件層面實現(xiàn)了Linux操作系統(tǒng)下某個時間段內(nèi)CPU功耗的精確獲取。相比于其他已知的CPU功耗獲取方法，該軟件不僅能夠準(zhǔn)確地獲取任何時間段內(nèi)的CPU功耗信息，而且操作簡單，為低功耗研究提供了數(shù)據(jù)方面的支持。
　　在Linux操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)負(fù)載信息是CPU頻率設(shè)置的唯一參數(shù)，而C

3、PU的運行頻率與計算機(jī)系統(tǒng)的功耗息息相關(guān)。為了更好地降低Linux操作系統(tǒng)的功耗，通過對影響Linux操作系統(tǒng)負(fù)載因素的研究，發(fā)現(xiàn)Linux操作系統(tǒng)負(fù)載的影響因素主要有兩個，即CPU利用率和系統(tǒng)可執(zhí)行進(jìn)程數(shù)。Linux操作系統(tǒng)自帶的ondemand動態(tài)調(diào)頻策略中，系統(tǒng)負(fù)載的變化有一個緩沖過程，一段時間之后才能達(dá)到系統(tǒng)的穩(wěn)定負(fù)載。為了達(dá)到縮短系統(tǒng)負(fù)載過渡過程的目的，本文在對常見預(yù)測算法進(jìn)行的研究分析的基礎(chǔ)上，選擇二元線性回歸方程作為系統(tǒng)負(fù)

4、載的預(yù)測算法，并將其應(yīng)用到Linux操作系統(tǒng)下的CPUFreq模塊中。該方法通過獲取系統(tǒng)的CPU利用率和系統(tǒng)可執(zhí)行進(jìn)程數(shù)信息，以此作為二元線性回歸方程的兩個自變量，同時將系統(tǒng)的負(fù)載信息作為因變量。通過自變量對因變量進(jìn)行預(yù)測，可以及時、準(zhǔn)確地獲得系統(tǒng)的負(fù)載信息。相比于Linux操作系統(tǒng)自帶的ondemand策略和康卿提出的單一自變量的AIBD預(yù)測算法，二元線性回歸預(yù)測算法可以實現(xiàn)Linux系統(tǒng)負(fù)載的準(zhǔn)確預(yù)測，同時可以及時設(shè)置系統(tǒng)的負(fù)載信息