内存数据的合并与压缩算法

发布时间：2017-08-21 21:23

  本文关键词：内存数据的合并与压缩算法

  更多相关文章： 内存数据 全零页面 页面合并 数据压缩

【摘要】：随着移动互联网和嵌入式便携设备的兴起和发展,移动办公和娱乐越来越普遍。广阔的市场和可观的收益为移动领域带来了越来越多的资本。其中嵌入式便携设备作为这一切的基础,面临着相当严峻的考验。内存受限更是其性能提升的一大瓶颈。本论文介绍了嵌入式便携设备内存数据处理方法的发展过程及其国内外发展现状,包括典型的内存页面合并算法和数据无损压缩算法。针对内存数据特点和内存受限的瓶颈,本论文研究并实现了两种内存数据处理方法。首先给出基于KSM(Kernel Samepage Merging)的内存页面合并思想而设计的方法。本论文详细阐述了KSM的算法流程并分析了KSM在一些方面的不足。本论文给出的算法主要是针对内存中的全零页面做特殊处理,并通过编译内核进行相应的实验检测算法效果。然后基于已有算法来设计新的内存数据无损压缩算法。包括:1)基于LZO的内存数据快速压缩算法:在对内存数据进行相关的统计分析后,根据内存存储特点,将内存数据按照内存页面的格式逐页压缩,然后根据内存数据特征,设计了新的压缩格式,在对压缩率产生较低影响的前提下,快速压缩内存数据;2)基于LZSS的内存数据高效压缩算法:该算法先对全零页面进行压缩,再利用新的压缩格式压缩所有数据,从而提高压缩率。最后,实验结果表明:对于基于KSM的内存页面合并算法,共享的全零页面数至少占了合并页面数的60%,且每一轮总的扫描执行时间节约5%~10%左右;基于LZO的内存数据快速压缩算法使得压缩效率提高了1.1%,同时压缩时间与解压缩时间分别提高了14.52%和98.84%;基于LZSS的内存数据高效压缩算法使得压缩效率提高了22.34%,而且压缩时间也提高了28.02%。本文研究并实现的算法可以在嵌入式便携设备上使用,达到提高内存利用率的效果。
【关键词】：内存数据 全零页面 页面合并 数据压缩
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 引言14-15
• 1.2 国内外发展现状15-18
• 1.3 本论文的主要内容以及结构安排18-20
• 第二章 无损压缩算法与Linux内存管理20-28
• 2.1 数据压缩的理论基础20-21
• 2.2 算术编码21-22
• 2.3 字典编码22-24
• 2.3.1 LZ77算法简介22-23
• 2.3.2 LZW算法简介23-24
• 2.4 数据压缩的性能指标24-25
• 2.5 Linux内存管理机制25-26
• 2.5.1 内存地址25
• 2.5.2 内存分页25-26
• 2.6 本章小结26-28
• 第三章 基于KSM的内存页面合并算法28-36
• 3.1 KSM算法分析28-32
• 3.1.1 KSM的基本算法28
• 3.1.2 KSM的代码分析28-32
• 3.2 基于KSM的内存页面合并算法32-34
• 3.2.1 相关数据测试及分析32-33
• 3.2.2 本文设计算法的整体流程33-34
• 3.3 实验结果34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第四章 内存数据压缩算法36-52
• 4.1 基于LZO的内存数据快速压缩算法36-44
• 4.1.1 LZO算法原理介绍36-39
• 4.1.2 数据处理方式及并行压缩39-41
• 4.1.3 编码及解码过程41-42
• 4.1.4 实验结果42-44
• 4.2 基于LZSS的内存数据高效压缩算法44-49
• 4.2.1 LZSS算法原理介绍44-45
• 4.2.2 数据压缩预处理及算法压缩格式45-47
• 4.2.3 算法整体流程47-48
• 4.2.4 实验结果48-49
• 4.3 本章小结49-52
• 第五章 总结与展望52-54
• 5.1 全文总结52
• 5.2 展望52-54
• 参考文献54-58
• 致谢58-60
• 作者简介60-61

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本文编号：715200