集群模式操作系统软件包生成系统的分析与实现-analysis and implementation of cluster mode operating system software package generation system.docxVIP

摘要随着软件产业的飞速发展，大型软件在进行高效、稳定的研发过程中会面临到许多软件配置管理及软件包生成的问题。从配置源码，并编译产生可执行程序；到定制多个软件组件，从而生成不同的软件产品。这在大型软件开发过程中将变得纷繁复杂，如果仅仅依靠人工来维护庞大的软件产品，结果将变得效率低下，一旦人工疏忽还会导致无法估量的后果。就以上而言，要实现大型软件高效、稳定的研发，则需要优越的软件配置管理及软件包生成系统提供支持。在麒麟操作系统产业化过程中，同样也面临着软件配置管理及软件包生成的问题，而传统的软件配置管理和软件包生成的方法已无法满足目前的需求，是否拥有高效的软件配置管理及软件包生成系统已成为操作系统开发与维护的一大瓶颈。本文通过对集群模式下操作系统软件包生成技术的研究，实现了一个拥有自动化软件包生成功能的软件配置管理系统——KyBuilder。首先，本文介绍了软件配置管理及软件包生成系统的相关理论，为进一步的研究奠定理论基础。介绍了当前开源操作系统平台下的三种操作系统软件包生成系统，并对以上系统的特点做出了对比分析，为KyBuilder系统的提出做铺垫。其次，基于开源操作系统的相关特性，介绍了KyBuilder系统的结构组成和总体框架。针对KyBuilder系统的子系统，即集群模式操作系统软件包生成系统，重点研究了负载均衡调度算法和容错算法。在负载均衡调度算法中，主要是针对生成系统在同体系结构和多体系结构环境下的负载不均、可用性差等不足，提出了基于总体可用系统资源的调度算法和基于多队列的多体系结构调度算法，做出了相关的改进，提高了系统的性能。在容错技术中，针对临时故障和永久故障分别提出了基于双通讯列表的Sync-and-Stop改进算法和基于历史编译信息的检查点文件镜像算法，提高了系统的容错能力。最后，在麒麟操作系统平台上实现了该生成系统，并针对该系统选取了响应时间、吞吐率、资源利用率三个参数，进行了性能评测，评测结果显示系统的平均响应时间缩短了8.4%，平均吞吐率提高了12.64%，平均资源利用率提高了3.025%，验证了课题工作的有效性和可用性。论文完成的工作成果是国家“核高基”重大专项“服务器操作系统”课题的重要组成部分，具有重要的理论和现实意义。关键词：操作系统，负载均衡，异构，集群，软件配置管理，检查点技术ABSTRACTWiththedevelopmentofsoftwareindustry,therecomestheproblemoftheconfigurationmanagementandthepackagebuildinginlarge-scalesoftwaredevelopment.Itwouldbeinefficientandproblematicifthewholeprocessofthesoftwaredevelopmentfrompreparingsourcecodetobuildingtheexecutable,tocustomizingsoftwaremodule,andtopublishingsoftwareproductfinallyismaintainedmerelybyhumanlabor.Therefore,inordertoachievetherequirementofeffectivenessandstabilityinsoftwaredevelopment,thereisarealneedforaqualifiedsystemforsoftwareconfigurationmanagementandpackagebuilding.TheprocessofKylinoperatingsystemindustrializationfacestheproblemofsoftwareconfigurationmanagement.Andthetraditionalmethodofsoftwareconfigurationmanagementhasbeenunabletomeetcurrentneeds.Whetherithaseffectivesoftwareconfigurationmanagementsystemisbecomingtobeamajorbottleneckofoperatingsystemdevelopment.SoitcomestheKyBuilder----anautomatedgeneration,configuration,managementofsoftware,whichrunninginclustertoacceleratethedevelopmentprocess.First,thepaperdiscussesthebasictheoryrelativet