高速核外圖處理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)實世界的大數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)化為圖數(shù)據(jù)來處理，由于大數(shù)據(jù)涉及各個學(xué)科和領(lǐng)域、規(guī)模龐大，并且依然保持高速增長，從轉(zhuǎn)化后的圖數(shù)據(jù)中提取知識變得越來越難?；诖疟P的圖處理系統(tǒng)（核外圖處理系統(tǒng)）具有使用方便、對資源使用效率高、不依賴圖劃分等優(yōu)點，普通人能輕易獲得并完成各種圖查詢算法，但是大部分圖查詢算法執(zhí)行時會導(dǎo)致頻繁的隨機磁盤訪問，影響性能。為了提高磁盤使用效率，現(xiàn)有核外圖處理系統(tǒng)大多采用連續(xù)磁盤訪問，需要載入大塊的數(shù)據(jù)到內(nèi)存，對某些算法來說，載入

2、內(nèi)存的數(shù)據(jù)使用效率非常低，導(dǎo)致性能下降。此外，內(nèi)存的不足使得計算過程中需要磁盤存儲中間計算數(shù)據(jù)（update數(shù)據(jù)），造成額外的I/O開銷，低效的update數(shù)據(jù)處理方式同樣影響系統(tǒng)性能。
　　高速核外圖處理系統(tǒng)（FOG）提出了核外數(shù)據(jù)的快速索引機制，通過使用虛擬內(nèi)存系統(tǒng)將磁盤數(shù)據(jù)映射到內(nèi)存，并結(jié)合基于位圖管理的混合型調(diào)度機制，實現(xiàn)了按需調(diào)度磁盤數(shù)據(jù)的功能，解決了內(nèi)存數(shù)據(jù)浪費的問題，并且該混合型調(diào)度機制在保持了高并發(fā)性的同時減少了迭

3、代次數(shù)，加快了系統(tǒng)處理速度。針對 update數(shù)據(jù)處理低效的問題，F(xiàn)OG實現(xiàn)了一種核內(nèi)數(shù)據(jù)的置放與處理機制，通過分段載入較小的屬性文件的方式在內(nèi)存處理update數(shù)據(jù)，減少了I/O開銷，該機制同時將大量的隨機磁盤訪問轉(zhuǎn)化為連續(xù)磁盤訪問，提高磁盤使用效率，加快系統(tǒng)處理速度。
　　實驗結(jié)果表明，在相同硬件、軟件配置下，對同樣的圖數(shù)據(jù)執(zhí)行代表性圖查詢算法時，相比于開源系統(tǒng)GraphChi和X-Stream，F(xiàn)OG的處理速度最多提高了25