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1、可伸缩的交换性规则为多核处理器而设计的可伸缩性软件摘要：无论接口操作何时运行，都可以在一定程度上发挥可伸缩性的优点。根据这个规则，开发者们创建了很多的可伸缩性软件，从接口设计到通过执行，测试以及评估。为了帮助开发者们运用此规则而开发的新工具Commuter，它能够接受高级的接口模型和各种操作测试，它还能够一个应用的可伸缩性。我们将Commuter运用于18 POSIX调用，并利用其结果来指引新的研究操作系统内核（sv6）的实施。Linux所产生的13664个测试中的68%是通过Commuter进行的，并且发现了许多问题，这些问题将限制应用的可伸缩性。Sv6所产生的测试中则有99%是通过Comm
2、uter进行的。Dandelion：异构系统的编译程序和运行时间摘要：异构系统中包含了多个拥有不同抽象编程和运行时间的执行程序，以使得它们可以具有挑战性，因此电脑系统逐渐依赖于异构系统以实现更加卓越的性能，可伸缩性以及能量有效性。Dandelion这个系统的设计就是为了让平行数据运用程序实现可编程性。Dandelion为异构系统提供了一个统一化的编程模型，跨距了多种多样的执行程序，包括了CPUs（中央处理器），GPUs（绘图处理器），FPGAs（现场可编程门阵列），以及The Cloud。它采用了LINQ.NET（语言集成查询）途径，将平行数据运算符融于通用编程语言，例如：C#和F#。因此它为
3、用户定义的函数提供了一个富有表现力的数据模型和本地语言集成，使得程序员利用标准的高水平语言和开发工具编写软件。Dandelion自动透明地将程序中一部分平行数据分发到空闲的计算资源中去，包括分散执行式的计算集群，平行执行式的CPU和GPU的各个节点的核心。为了使得GPUs的.NET编码能够自动执行，Dandelion 将.NET编码和CUDA的核心程序交叉编制，并使用PTask运行时间来管理GPU的执行程序。这章节就介绍了Dandelion的设计和执行，着重于介绍CPU和GPU的执行，我们运用了一系列的手段来评价这个系统。内核的快速动态二进制翻译摘要：动态二进制翻译（DBT）是一个拥有几个重要
4、应用软件的强劲技术，系统级二进制翻译运用于虚拟机监视程序的执行和操作系统（OS）内核的仪表化。在最近的设计中，二进制翻译在密集型内核的工作负载中的运用十分频繁，例如：在虚拟机监视程序的系统调用纳基准测试中显示有超十倍的减速，在操作系统内核的Imbench微基准测试中显示有2-5倍的减速。这些额外负担直接导致了为正确处理内核机制为产生的额外工作，例如：中断，异常和物理CPU并发。我们提出了一个内核级二进制翻译机制，它甚至在大型内核应用软件中都具备近乎本机的性能。我们的翻译机制可以缓和透明度要求和充分的运用内核不定量来消除减速的根源。在未被更改的Linux操作系统中这个翻译机制制可以作为一个可加载
5、模块，在多重处理器的硬件中指导性能和可伸缩性的测试。虽然我们的测试只针对Linux操作系统，而且我们的体制很普通，但是我们只利用典型的内核设计模式，而不仅仅只针对Linux的特点。例如，在运行Apache web服务器时，我们的翻译机制就比之前的内核级动态二进制翻译（DBT）机制的执行速度快三倍。源文件系统的复制、历史记录和移植摘要：源是各种设备中管理用户数据的文件系统，在现代环境中，人们期望能够随时访问文件，同步数据，从故障磁盘中恢复数据，访问旧版本和共享数据。为了满足这些需求的关键在于通过设备保存和复制文件系统的历史记录，如今，设备已被作为超过广域网络(WAN)带宽和管理数据大小的储存空间
6、。复制提供了在多个设备中获取文件的途径。历史记录提供同步和离线访问，复制和历史记录都提供备份，通过快照而避免任何细节出故障。实际上，源是完全对等的，为近距离用户设备之间的同步化提供机会，确保文件系统作为单个复制品的可使用性。历史记录的跨文件系统共享是通过一个被称为移植的新型机制实现的。一个评价辨明，作为一个局部文件系统，源与用户空间（FUSE）的loopback驱动器中的文件系统相比具有较低开销。作为一个网络文件系统，广域网（WAN）中的源比局域网（LAN）中的网络文件系统（NFS）更加优秀。互联网服务的异步入侵复苏摘要：互联系统要从侵害中恢复正常是很困难的，因为一旦病毒进入系统的某一部分，就
7、有可能传播到系统的其他部分，查出受侵害系统并从中恢复需要大量的手动工作。网络服务是互联系统的一个重要例子，它频繁的使用开放授权协议和REST APIs协议来连接其他网络服务。本章节介绍了网络服务的入侵恢复系统Aire。Aire面临着几个挑战，例如：当一些网络服务不可获取时，在网络服务之间进行修复；当网络服务没有被全部修复时，为其提供适当的一致性保证。实验结果表明Aire能修复四种实质性的攻击，包括一个类似于最近Facebook OAuth的脆弱性；将现有应用程序移植到Aire所需要的努力；Aire使CPU增加了19%至30%的开销；以及为储存一个现有的web应用软件Askbot所花费的6-9K
8、B空间。交易链：实现地域分布式储存系统的低延时可串行性摘要：近期，使用地域分布式储存系统的用户面临着一个艰难的选择：是选择高延时的可串行化交易还是选择限制可串行化或不可串行化交易？我们介绍了有可能同时实现可串行化交易和低延时的两种情况。首先，交易是提前知道的，允许提前进行冲突的静态分析。然后，交易被建造为交易链，包含了一个序列的跳跃，每一个跳跃就修饰一个服务器的数据。为了证明这一观点，我们创建了Lynx，这是一个地域分布式储存系统，它提供交易链，二级索引，物化加入视图，地域复制。Lynx使用静态分析来决定每个跳跃是否能单独执行并保持可串行性。如果可以，那么客户端只需要等第一次跳跃完成，即使发生
9、的很快。为了评价Lynx，我们创建了3个应用程序：拍卖服务，类似推特的微博网站和社交网站。这些应用程序都成功的使用了交易链，来实现低延时运作和良好的输出。Tango：共享日志中的分布式数据结构摘要：随着为储存和处理大规模数据集的，以数据为中心的新型抽象概念的出现，分布式系统的建立比以往更加简单了。然而，类似的为了储存和获取元数据的抽象概念却不存在。为了填补这个空缺，Tango为开发者们提供了复制抽象概念，和依赖共享于日志的内存数据结构（例如：一张地图或一棵树）。Tango对象的建立和使用很简单，通过简单的附加复制状态，用共享日志代替复杂的分布式协议来读出操作。在这个过程中，他们具有例如：线性一
10、致性、持久性和共享日志的高可用性的属性。Tango仍利用共享日志使得其能够在不同对象之间快速交易，容许应用程序在机器间的分区状态，限制地层日志的规模而不丢失一致性。Root：随着资源定向排序，重演多线程轨迹摘要：我们称Root为合并多线程应用程序的非确定性的I/O特性为实时绘制的新方法。Root是资源定向排序到实时绘制的应用程序，包括了与源轨迹顺序类似的普通资源。Root根据对程序怎样管理资源或是跟踪的思考，提出了应用程序的内部依赖关系。推出这些依赖关系使我们局部限制实时绘制，在某种程度上反映出对原始程序的限制。我们做出了三个文稿：1）我们介绍了ROOT途径2）我们退出了ARTC，一种新型的以
11、ROOT为基础的重演I/O轨迹的工具3）我们创建了Magritte，一个文件系统基准套件，将ARTC运用到34个苹果桌面应用程序轨迹中制作而成的。当在一个平台上重演在另一个平台上收集到的轨迹时，ARTC平均产生与基准相比的10.6%时间误差，成功低于我们评估（21.3%）的最好重演的一半。离散流：大规模容错计算摘要：许多大数据应用程序都必须立即执行数据。大规模运行这些应用程序需要能够自动处理错误和离散的并行平台。不幸的是，如今分布式流处理模型提供故障恢复是十分昂贵的，它要求热复制或修复时间长，或是不处理离散问题。我们提出了一个新型处理模型离散流（D-Streams），它就克服了这些困难。D-Streams能够使平行修复机制在传统复制中提高效率，备份方案和容忍离散。我们介绍了它们支持大量一系列的获取高节点产出类似单个节点系统的操作，支持线性缩放至100各节点，支持次秒级的延迟和支持次秒级故障恢复。最后，D-Streams能够轻松地处理批次和交互式查询模型（例如Map Reduce），结合这些模型来丰富其应用程序。我们在一个叫Spark Streaming的系统中执行D-Streams。
