一種基于內(nèi)存替換進行數(shù)據(jù)寫入的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于內(nèi)存替換進行數(shù)據(jù)寫入的方法，其實現(xiàn)過程為：設置內(nèi)存構架，將內(nèi)存中用于數(shù)據(jù)讀寫的部分進行獨立設計，將兩塊容量完全相同的集成電路集成在一起；進行內(nèi)存切換，系統(tǒng)在剛啟動時以通用模式啟動，待運行一段時間，系統(tǒng)相關應用完全加載完成，由內(nèi)存管理單元根據(jù)系統(tǒng)設定的切換模式，對棧所使用的容量進行檢測，然后根據(jù)實際的容量加上一定的冗余設定棧區(qū)，然后對于讀所使用的內(nèi)存進行檢測，并加上一定的冗余設定讀內(nèi)存，剩下的內(nèi)存完全映射給寫內(nèi)存，完成內(nèi)存切換過程。該一種基于內(nèi)存替換進行數(shù)據(jù)寫入的方法和現(xiàn)有技術相比，在文件寫入時通過替換內(nèi)存以使整個寫入的過程變得平滑，改善寫入性能，實用性強，易于推廣。
【專利說明】一種基于內(nèi)存替換進行數(shù)據(jù)寫入的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及計算機存儲系統(tǒng)【技術領域】，更具體地說是基于內(nèi)存替換進行數(shù)據(jù)寫入的方法。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)實生活中，人們越來越多的與信息化設備打交道，人們使用這些設備的主要一個目的就是獲取信息，但是信息從哪里來的？這就涉及到信息保存，如果信息沒有保存，獲取信息就無從談起，因此信息保存對于整個信息領域起到了支撐的作用。說到信息保存，人們很容易想到的是自己使用手機或者PC對自己的文件進行保存，對于這種保存因為數(shù)據(jù)量少，也一般有足夠的時間讓PC機慢慢存，因此在存儲過程中一般不會出現(xiàn)什么諸如數(shù)據(jù)丟失等問題。
[0003]但是在現(xiàn)實生活中，有些情況會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)而且需要存儲設備對這些大量的數(shù)據(jù)進行及時的存儲。視頻監(jiān)控行業(yè)就具有這樣的一種特點，在一些中小型的視頻監(jiān)控項目中，攝像頭有幾百上千路，而大型或者超大型的則有上萬路的攝像頭，特別是現(xiàn)在攝像頭已經(jīng)變成高清化，這也就是說對于視頻監(jiān)控在短時間內(nèi)會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，而且這些數(shù)據(jù)如果不能在一個短時間內(nèi)進行存儲的話將會丟失。
[0004]現(xiàn)在很多的視頻廠商使用一些通用的存儲設備，對視頻數(shù)據(jù)進行存儲，經(jīng)?？吹奖O(jiān)控廠商抱怨視頻出現(xiàn)了丟幀現(xiàn)象。視頻丟幀也就是出現(xiàn)了視頻數(shù)據(jù)丟失，而對存儲進行檢查的時候，網(wǎng)絡帶寬完全能滿足需要，磁盤10，等并沒有出現(xiàn)瓶頸。這常常是技術人員很頭痛。
[0005]因為數(shù)據(jù)量大，路數(shù)多，而且還常常實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的爆發(fā)等問題。視頻數(shù)據(jù)存儲的過程中，內(nèi)核常常先把數(shù)據(jù)存入緩存中，然后再調(diào)用刷寫線程把數(shù)據(jù)刷入磁盤等存儲設備，而內(nèi)存是很多的進程共用的，內(nèi)核需要對數(shù)據(jù)流進行內(nèi)存分配，申請相關的內(nèi)存頁耗費大量時間，而有可能在內(nèi)存申請時候數(shù)據(jù)流過來時沒有足夠的內(nèi)存進行存放，這就造成了視頻丟幀。
[0006]在視頻監(jiān)控(數(shù)據(jù)備份)應用中，有一個非常顯著的特點就是寫入量遠遠大于讀的概率，且數(shù)據(jù)寫入相對平穩(wěn)，但是每一時刻寫入的數(shù)據(jù)量都非常大，而且寫入后基本不需要馬上進行讀取，也即寫入內(nèi)存后，即可以寫入磁盤不要擔心這會影響讀取的效率。針對這些應用特點，提出一種基于內(nèi)存替換，以使整個寫入的過程變得平滑，改善寫入性能的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的技術任務是解決現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于內(nèi)存替換進行數(shù)據(jù)寫入的方法。
[0008]本發(fā)明的技術方案是按以下方式實現(xiàn)的，該一種基于內(nèi)存替換進行數(shù)據(jù)寫入的方法，其實現(xiàn)過程為:
設置內(nèi)存構架，將內(nèi)存中用于數(shù)據(jù)讀寫的部分進行獨立設計，將兩塊容量完全相同的集成電路集成在一起，每塊電路均包括讀數(shù)據(jù)的部分和寫數(shù)據(jù)的部分，設定內(nèi)存大小為堆棧區(qū)域總的大小，每一塊的容量都相當于內(nèi)存中堆區(qū)的容量，把棧區(qū)容量劃到實際棧區(qū)所需容量的百分之一百二十，這時剩下的容量就全部用于堆區(qū)，該堆區(qū)讀容量和寫容量共同組成堆區(qū)全部容量。
[0009]進行內(nèi)存切換，即首先將系統(tǒng)設定為內(nèi)存切換模式。
[0010]然后系統(tǒng)在剛啟動時以通用模式啟動，待運行一段時間，系統(tǒng)相關應用完全加載完成，由可以對棧區(qū)、讀內(nèi)存區(qū)、寫內(nèi)存區(qū)的容量進行動態(tài)調(diào)整的內(nèi)存管理單元根據(jù)系統(tǒng)設定的切換模式，對棧所使用的容量進行檢測，然后根據(jù)實際的容量加上一定的冗余設定棧區(qū)，然后對于讀所使用的內(nèi)存進行檢測，并加上一定的冗余設定讀內(nèi)存，剩下的內(nèi)存完全映射給寫內(nèi)存，完成內(nèi)存切換過程。
[0011]所述內(nèi)存切換是指寫內(nèi)存的切換，其包括兩種狀態(tài)，O狀態(tài)和I狀態(tài)，O狀態(tài)表示外面數(shù)據(jù)往內(nèi)存里寫的狀態(tài)，I狀態(tài)表示從內(nèi)存往磁盤的存儲設備上刷寫的狀態(tài)。
[0012]所述內(nèi)存管理單元對各區(qū)的容量使用情況進行跟蹤，當某一區(qū)的冗余容量小于預設值，則內(nèi)存管理單元對內(nèi)存進行調(diào)整，當冗余的容量大于預設的值同樣對內(nèi)存進行調(diào)整。
[0013]每塊內(nèi)存中都設置了 “滿狀態(tài)”硬件位:當寫內(nèi)存處于O狀態(tài)，也就是處于外面數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存的狀態(tài)時，當數(shù)據(jù)填滿了 80%的寫內(nèi)存，則“數(shù)據(jù)滿”硬件位將被置I ;而另一塊處于I狀態(tài)的內(nèi)存數(shù)據(jù)完全刷寫完成時，則“滿狀態(tài)”位被置O。
[0014]內(nèi)存管理單元還可以根據(jù)兩塊內(nèi)存的“滿狀態(tài)”位及數(shù)據(jù)流情況所處的情況進行狀態(tài)切換，狀態(tài)切換使用邊沿觸發(fā)器進行觸發(fā)切換。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比所產(chǎn)生的有益效果是:
本發(fā)明的一種基于內(nèi)存替換進行數(shù)據(jù)寫入的方法在文件寫入時通過替換內(nèi)存以使整個寫入的過程變得平滑，改善寫入性能，數(shù)據(jù)寫入平穩(wěn)，視頻保存完整且不易丟失，調(diào)取過程方便易實現(xiàn)，實用性強，易于推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]附圖1為本發(fā)明中內(nèi)存替換情形下讀寫使用內(nèi)存示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種基于內(nèi)存替換進行數(shù)據(jù)寫入的方法作以下詳細說明。
[0018]如附圖1所示，現(xiàn)提供一種基于內(nèi)存替換進行數(shù)據(jù)寫入的方法，其實現(xiàn)過程為: 設置內(nèi)存構架，將內(nèi)存中用于數(shù)據(jù)讀寫的部分進行獨立設計，如附圖1所示區(qū)域中有
兩塊容量相同超大規(guī)模集成電路集成在一起。每一塊的容量都相當于內(nèi)存中堆區(qū)的容量。堆區(qū)容量對于傳統(tǒng)的內(nèi)存管理方法，堆區(qū)容量沒有固定值，是大小可變的一個區(qū)域。為了方便，可以是設定內(nèi)存大小為堆棧區(qū)域總的大小。
[0019]由于對于視頻監(jiān)控存儲或者數(shù)據(jù)備份等應用業(yè)務量比較單一，棧區(qū)所需要的容量也比較固定，假定為n，為了有一定冗余，可以把容量劃到實際棧區(qū)所需容量的百分之一百二十，則這時剩下的容量就全部用于堆區(qū)。
[0020]因為堆區(qū)中用于讀所需要的容量非常少，可以劃很少的一部分用于讀，假定為R。[0021]然后最后剩下的內(nèi)存全部用于寫內(nèi)存，假設總的容量為W。
[0022]完成內(nèi)存切換的步驟。
[0023]內(nèi)存切換是指寫內(nèi)存的切換，寫內(nèi)存有兩種狀態(tài)，O狀態(tài)和I狀態(tài)，O狀態(tài)表示外面數(shù)據(jù)往內(nèi)存里寫的狀態(tài)，即寫內(nèi)存狀態(tài)；1狀態(tài)表示從內(nèi)存往磁盤的存儲設備上刷寫的狀態(tài)，即寫磁盤狀態(tài)。
[0024]對于實際使用當中是否需要進行內(nèi)存替換，可以使用相關的命令對內(nèi)存進行控制，如果不需要進行內(nèi)存替換模式，則只使用內(nèi)存1，這種情形下，與通常的使用相同，沒有區(qū)別。 [0025]內(nèi)存管理單元可以對棧區(qū)，讀內(nèi)存區(qū)，寫內(nèi)存區(qū)的容量進行動態(tài)調(diào)整。調(diào)整可以按如下方式進行調(diào)整。
[0026]I)系統(tǒng)設定為內(nèi)存切換模式。
[0027]2)系統(tǒng)在剛啟動時都是以通用模式啟動，等運行了一段時間，也即系統(tǒng)相關應用完全加載完成，這時可以內(nèi)存管理器根據(jù)系統(tǒng)設定的切換模式，對棧所使用的容量進行檢測，然后根據(jù)實際的容量加上一定的冗余(如20%)設定棧區(qū)，然后對于讀所使用的內(nèi)存進行檢測，并加上一定的冗余設定讀內(nèi)存，剩下的內(nèi)存完全映射給寫內(nèi)存。
[0028]3)內(nèi)存管理單元需要對各區(qū)的容量使用情況進行跟蹤，但某一區(qū)的冗余容量小于預設值，則內(nèi)存管理單元需要對內(nèi)存進行調(diào)整，當冗余的容量大于預設的值則也需要對內(nèi)存進行調(diào)整。
[0029]每塊內(nèi)存中都設置了“滿狀態(tài)”硬件位，當寫內(nèi)存處于寫的狀態(tài)時，即O狀態(tài)時，也就是處于外面數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存的狀態(tài)時，當數(shù)據(jù)填滿了 80%的寫內(nèi)存，則“數(shù)據(jù)滿”硬件位將被置I。而另一塊處于刷寫狀態(tài)，即I狀態(tài)時的內(nèi)存數(shù)據(jù)完全刷寫完成了，則“滿狀態(tài)”位被置O。
[0030]內(nèi)存管理單元還需要能根據(jù)兩塊內(nèi)存的“滿狀態(tài)”位及數(shù)據(jù)流情況所處的情況進行狀態(tài)切換。狀態(tài)切換使用邊沿觸發(fā)器進行觸發(fā)切換。為了更好的闡述想法，硬件位使用如下字母進行約定:
內(nèi)存I滿狀態(tài)位 Ml ；
內(nèi)存2滿狀態(tài)位 M2 ；
內(nèi)存I寫狀態(tài)Xl ;
內(nèi)存2寫狀態(tài)X2 ；
數(shù)據(jù)流邊沿B ；
具體情形如下表所示:
【權利要求】
1.一種基于內(nèi)存替換進行數(shù)據(jù)寫入的方法，其特征在于其實現(xiàn)過程為: 設置內(nèi)存構架，將內(nèi)存中用于數(shù)據(jù)讀寫的部分進行獨立設計，將兩塊容量完全相同的集成電路集成在一起，每塊電路均包括讀數(shù)據(jù)的部分和寫數(shù)據(jù)的部分，設定內(nèi)存大小為堆棧區(qū)域總的大小，每一塊的容量都相當于內(nèi)存中堆區(qū)的容量，把棧區(qū)容量劃到實際棧區(qū)所需容量的百分之一百二十，這時剩下的容量就全部用于堆區(qū)，該堆區(qū)讀容量和寫容量共同組成堆區(qū)全部容量； 進行內(nèi)存切換，即 首先將系統(tǒng)設定為內(nèi)存切換模式； 然后系統(tǒng)在剛啟動時以通用模式啟動，待運行一段時間，系統(tǒng)相關應用完全加載完成，由可以對棧區(qū)、讀內(nèi)存區(qū)、寫內(nèi)存區(qū)的容量進行動態(tài)調(diào)整的內(nèi)存管理單元根據(jù)系統(tǒng)設定的切換模式，對棧所使用的容量進行檢測，然后根據(jù)實際的容量加上一定的冗余設定棧區(qū)，然后對于讀所使用的內(nèi)存進行檢測，并加上一定的冗余設定讀內(nèi)存，剩下的內(nèi)存完全映射給寫內(nèi)存，完成內(nèi)存切換過程。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于內(nèi)存替換進行數(shù)據(jù)寫入的方法，其特征在于:所述內(nèi)存切換是指寫內(nèi)存的切換，其包括兩種狀態(tài)，O狀態(tài)和I狀態(tài)，O狀態(tài)表示外面數(shù)據(jù)往內(nèi)存里寫的狀態(tài)，I狀態(tài)表示從內(nèi)存往磁盤的存儲設備上刷寫的狀態(tài)。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種基于內(nèi)存替換進行數(shù)據(jù)寫入的方法，其特征在于:所述內(nèi)存管理單元對各區(qū)的容量使用情況進行跟蹤，當某一區(qū)的冗余容量小于預設值，則內(nèi)存管理單元對內(nèi)存進行調(diào)整，當冗余的容量大于預設的值同樣對內(nèi)存進行調(diào)整。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種基于內(nèi)存替換進行數(shù)據(jù)寫入的方法，其特征在于:每塊內(nèi)存中都設置了“滿狀態(tài)”硬件位:當寫內(nèi)存處于O狀態(tài)，也就是處于外面數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存的狀態(tài)時，當數(shù)據(jù)填滿了 80%的寫內(nèi)存，則“數(shù)據(jù)滿”硬件位將被置I ;而另一塊處于I狀態(tài)的內(nèi)存數(shù)據(jù)完全刷寫完成時，則“滿狀態(tài)”位被置O。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種基于內(nèi)存替換進行數(shù)據(jù)寫入的方法，其特征在于:內(nèi)存管理單元還可以根據(jù)兩塊內(nèi)存的“滿狀態(tài)”位及數(shù)據(jù)流情況所處的情況進行狀態(tài)切換，狀態(tài)切換使用邊沿觸發(fā)器進行觸發(fā)切換。
【文檔編號】G06F3/06GK103744626SQ201410015855
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權日:2014年1月14日
【發(fā)明者】肖健明 申請人:浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司