【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)的普及，計(jì)算機(jī)節(jié)能已經(jīng)成為建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的重要部分，也是關(guān)鍵的用戶需求。電源管理是計(jì)算機(jī)節(jié)能的有效方法之一，本文中我們重點(diǎn)研究其中的一個(gè)重要方向：動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)技術(shù)。動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)技術(shù)已經(jīng)被證實(shí)是一個(gè)獲得低功耗的高效方法。動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)技術(shù)的本質(zhì)是動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)CPU的頻率，以便提供剛剛好的電路速率來處理系統(tǒng)負(fù)載以滿足總的計(jì)算時(shí)間和總的約束，從而降低能耗。 首先，本文介紹了低功耗技術(shù)、電源管理相關(guān)技術(shù)、動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)技術(shù)，并介紹了4種經(jīng)典的動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)算法: PAST、AVGn、FLAT、PEAK算法。本文研究了針對(duì)XEN虛擬機(jī)的資源監(jiān)控技術(shù)，提出了適合本系統(tǒng)的資源監(jiān)控方法：采用Xentrace、Xenstore、虛擬機(jī)中讀取數(shù)據(jù)三種方式來獲取CPU、內(nèi)存、IO相關(guān)信息。另外，本文研究了回歸分析等預(yù)測(cè)算法并提出了適用于本系統(tǒng)的預(yù)測(cè)算法。 其次，基于提出的預(yù)測(cè)算法，，本文最終設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于資源監(jiān)控的Linux電源管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)包括三個(gè)模塊：資源監(jiān)控模塊、預(yù)測(cè)分析模塊、頻率調(diào)節(jié)模塊。資源監(jiān)控模塊介紹了模塊功能的設(shè)計(jì)和信息采集的設(shè)計(jì)。預(yù)測(cè)分析模塊介紹了本模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。頻率調(diào)節(jié)模塊利用Linux的cpufreq機(jī)制來實(shí)現(xiàn)，介紹了cpufreq系統(tǒng)、內(nèi)部機(jī)制以及設(shè)置CPU頻率的方式。 最后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。分為驗(yàn)證預(yù)測(cè)分析模塊和測(cè)試節(jié)能效果兩部分。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文提出的預(yù)測(cè)算法可以很好地?cái)M合物理機(jī)、虛擬機(jī)的CPU、內(nèi)存、IO利用率，本文實(shí)現(xiàn)的電源管理系統(tǒng)能有效地節(jié)能。
[Abstract]:With the popularity of computers, computer energy conservation has become an important part of building a conservation-oriented society, and also a key user demand. Power management is one of the effective methods of computer energy saving. In this paper, we focus on one of the important directions: dynamic frequency regulation technology. Dynamic frequency regulation has been proved to be an efficient way to achieve low power consumption. The essence of the dynamic frequency regulation technique is to dynamically adjust the frequency of the CPU so as to provide a good circuit rate to process the system load to meet the total computing time and constraints, thus reducing the energy consumption. Firstly, this paper introduces the low-power technology, power management technology, dynamic frequency regulation technology, and introduces four classical dynamic frequency regulation algorithm: PAST,AVGn,FLAT,PEAK algorithm. In this paper, the resource monitoring technology of XEN virtual machine is studied, and the method of resource monitoring suitable for this system is put forward. Three ways of reading data from Xentrace,Xenstore, virtual machine are used to obtain the information about CPU, memory IO. In addition, the prediction algorithms such as regression analysis are studied and a prediction algorithm suitable for this system is proposed. Secondly, based on the proposed prediction algorithm, this paper finally designs and implements the Linux power management system based on resource monitoring. The system consists of three modules: resource monitoring module, prediction and analysis module, frequency regulation module. The resource monitoring module introduces the design of module function and information collection. Predictive analysis module introduces the design and implementation of this module. The frequency regulation module is implemented by the cpufreq mechanism of Linux. The cpufreq system, the internal mechanism and the way of setting the CPU frequency are introduced. Finally, the system is tested. It is divided into two parts: verify prediction analysis module and test energy saving effect. The experimental results show that the prediction algorithm proposed in this paper can fit well the utilization ratio of CPU, memory IO of virtual machine and the power management system realized in this paper can save energy effectively.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TP303.3

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