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《基于2bp2ga算法的混合內存系統(tǒng)多目標優(yōu)化研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、碩士學位論文學校代碼：10255學號：2111026基于2BP2GA算法的混合內存系統(tǒng)多目標優(yōu)化研究MUl月I．OBJECTIVEOPTIMIZATIONOFTHEHYBRIDMEMORYBASEDONTHE2BP2GAALGOIUTHM學院：信息科學與技術學院專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)姓名：張果導師：吳怡之副教授2014年2月東華大學學位論文原創(chuàng)性聲明IIYMIIl2IIIIl5IIIlU0lIIIIl6IJlIllIIIIllIJll9IIJIll本人鄭重聲明：我恪守學術道德，崇尚嚴謹學風。所呈交
2、的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中己明確注明和引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品及成果的內容。論文為本人親自撰寫，我對所寫的內容負責，并完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。學位論文作者簽名：嬲日期：如f7年2月2宕日東華大學學位論文版權使用授權書學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱或借閱。本人授權東華大學可以將本學位論文的全部或部分內容
3、編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。保密口，在——年解密后適用本版權書。本學位論文屬于不保密彩學位論文作者簽名：歹仗募日期：趵7烽之月29日日指導教師簽名：瓷佐乙日期：加77年猬必基于2BP2GA算法的混合內存系統(tǒng)多目標優(yōu)化研究摘要目前，綠色節(jié)能已經成為了越來越熱門的研究方向。在計算機領域，已經有很多針對CPU等部件節(jié)約能耗的研究。存儲器作為計算機系統(tǒng)的主要部件之一，其能耗占據了整個計算機系統(tǒng)能耗的三分之一以上，而且隨著其他部件節(jié)能研究的逐步發(fā)展，該占
4、比還在逐步提升，因此，研究存儲器能耗的優(yōu)化，并保證存儲器性能的研究是很有必要的一項課題。與此同時，新型的存儲器也在逐步進入人們視線范圍中，他們相比傳統(tǒng)存儲器有擁很多獨特的優(yōu)勢，相變存儲器(PCM)作為其中的代表，因其獨特的物理性質、非易失、低能耗等特點，成為了新型存儲器的佼佼者之一，它作為未來DRAM的替代品逐漸被很多研究者和研究機構深入研究。但是，新型存儲器也存在其耐寫次數限制、寫入能耗較高等方面的問題而在短期內較難被單獨而廣泛的應用在內存系統(tǒng)當中。因此本文針對目前傳統(tǒng)存儲器和相變存儲器各自的
5、優(yōu)缺點，設計了混合型的內存系統(tǒng)，以傳統(tǒng)DRAM讀寫速度快，無讀寫壽命限制和PCM常態(tài)下低能耗的特點互相取長補短，并建立數學模型，針對最低能耗和最低PCM寫入次數等相悖的多優(yōu)化目標，提出2BP2GA算法進行任務分配的優(yōu)化，并通過與整數規(guī)劃算法(ILP)的比較，分析和評估了算法性能，相對于純DRAM系統(tǒng)，2BP2GA算法優(yōu)化的混合內存平均節(jié)約能耗35．66％。首先，本文分析了傳統(tǒng)存儲器的弱勢與新型存儲器的研究現狀，并深入研究了相變存儲器的物理特性及其性能優(yōu)缺點，同時討論了對多目標問題的求解方式的研究
6、現狀，為接下來的研究設計打好理論基礎：其次，針對傳統(tǒng)存儲器與相變存儲器各自不同的優(yōu)缺點，設計了混合內存系統(tǒng)的存儲方式，將兩種不同的存儲器的優(yōu)勢互相結合取長補短，并根據實際需要建立數學模型，對任務集中每個任務被分配在哪種存儲器上的分配方案做研究，探討針對兩種相悖的目標下的Pareto前沿；接著，提出2BP2GA算法，針對二維裝箱模型，提出了一種改進的遺傳算基于2BP2GA算法的混合內存系統(tǒng)多目標優(yōu)化研究法來得到多目標優(yōu)化問題的Pareto前沿，以此替代傳統(tǒng)的唯一解方案，使得在計算可行解集的前提下，
7、保證高效的計算。這種算法在更高維和其他多目標優(yōu)化問題上也能有效的應用；最后，本文針對提出的混合內存系統(tǒng)模型，采用提出的算法進行任務集的規(guī)劃，隨機生成了包含不同規(guī)模任務集的測試數據集，在規(guī)定的時間周期內，利用MATLAB進行仿真，對給定的不同任務數、不同工作量的任務集計算兩個相悖優(yōu)化目標的Pareto前沿，并與傳統(tǒng)的ILP算法進行比較討論。本算法基于二維裝箱算法對PCM和DRAM混合內存系統(tǒng)任務分配的多目標優(yōu)化問題進行建模，并提出了基于2階段遺傳算法Pareto解集尋優(yōu)算法，通過對其初始種群進行了
8、改進，提高了初始種群的質量，加快了收斂速度，降低了運算時間。仿真結果表明，相比與純DRAM內存系統(tǒng)，本算法對于內存系統(tǒng)節(jié)能效果顯著，且保證了內存的使用壽命。關鍵詞：多目標優(yōu)化，遺傳算法，二維裝箱，混合存儲，PCM基于2BP2GA算法的混合內存系統(tǒng)多目標優(yōu)化研究MU【TI．OBJECTIVE0PTIMIZATION0FTHEHYBRJDM[EMORyBASEDONTHE2BP2GAALGOIUTHMABSTRACTCurrently，greenenergyhasbecomeapopularrese
