论文摘要
随着计算机技术的不断发展,个人计算机硬件设备的性能日益增强,然而个人计算机系统的固件和软件环境必须相应发展,才能让用户充分利用硬件设备性能提高带来的效益。作为计算机核心的CPU技术,在不断突破物理极限、突破单个处理器计算速度的同时,正在快速向双核和多核方向发展,而这样一个新的硬件体系尤其需要计算机固件和软件技术的支持。传统BIOS固件方案由于具有缺少兼容性、可扩展性和可交互性等缺点,已经不能适应未来计算机的发展趋势。为适应新一代计算机体系结构的发展,英特尔公司提出了可扩展固件接口(Extensible Firmware Interface)及相关的Tiano架构,在EFI/Tiano基础上发展起来的通用可扩展固件接口(Unified Extensible Firmware Interface)规范将成为下一代BIOS的标准。操作系统和应用软件是新一代双核和多核处理器技术应用的另一个瓶颈。目前多数的操作系统还无法有效地利用双核和多核来进行并行运算,绝大多数计算机应用软件也不能够充分利用多核处理器技术带来的并行性,所以系统的整体性能的提高并不理想。考虑到时间和范围的限制,本文重点讨论如何在EFI架构下,通过类似协处理器模型的方式来提高双核处理器系统的性能并支持一些特定的应用。本方案将在EFI的DXE阶段利用多处理器IPI中断引导启动一个和EFI系统并行的用户操作系统。之后,EFI系统作为一个后台服务系统处理用户系统的远程过程调用,充当协处理器的角色。为了让协处理器模型容易扩展,本文在启动并行的双系统的基础上,进一步设计了四层分布式体系架构,使得在用户操作系统中能够很容易的扩展协处理器的功能。实验数据证明,这种分工协助的方式,可以相对提高双核处理器系统的整体性能。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 引言1.2 研究背景1.2.1 双核/多核处理器的机遇和挑战1.2.2 多处理器操作系统的性能1.2.3 目前个人计算机系统面临的两个问题1.3 新方案的提出1.4 章节安排第二章 EFI 和双系统启动过程2.1 传统BIOS 概述2.1.1 BIOS 启动原理2.1.2 传统BIOS 存在的局限性2.2 EFI 的概况2.2.1 Intel 提出的新的固件架构2.2.2 EFI/Tiano 的执行流程2.2.3 EFI/Tiano 开发模型2.3 双系统启动方案2.3.1 DXE 阶段的用户界面2.3.2 EFI 操作系统加载程序2.3.3 本地APIC2.3.4 处理器间中断IPI2.3.5 多处理器初始化协议2.3.6 双系统启动第三章 协处理器的概要设计3.1 分布式系统的概念3.1.1 分布式系统的现状3.1.2 分布式系统的结构风格3.1.3 分布式计算机系统的基本组织方式3.1.4 分布式应用的组织方式3.1.5 分布式系统的通信模式3.1.6 分布式系统的设计目标3.2 本方案的软件/硬件环境3.3 协处理器的四层体系架构3.3.1 设计策略3.3.2 四层体系架构图3.4 各层的概要设计3.4.1 协处理器应用程序层3.4.2 协处理器设备驱动层3.4.3 协处理器RPC 调度层3.4.4 协处理器服务层第四章 协处理器的详细设计4.1 应用层的详细设计4.1.1 主要数据结构4.1.2 编程模型4.2 协处理器驱动层的详细设计4.2.1 主要数据结构4.2.2 主要算法4.3 RPC 调度层的详细设计4.3.1 主要数据结构4.3.2 主要算法4.4 RPC 服务驱动层4.4.1 主要数据结构和算法第五章 实验和系统应用5.1 实验5.1.1 实验目的5.1.2 实验设计5.1.3 实验平台5.1.4 实验步骤5.1.5 实验结果和分析5.2 系统应用5.2.1 瘦客户端应用5.2.2 涉及安全的应用第六章 总结与展望6.1 总结6.2 展望参考文献攻读硕士学位期间参加的项目和发表的论文致谢
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标签：协处理器论文; 双核处理器论文; 可扩展固件接口论文; 远程过程调用论文;
