Page 115 - 《软件学报》2020年第9期

2736 Journal of Software 软件学报 Vol.31, No.9, September 2020

器中.本文分别对读/写头数量为 2,4,8 时的磁畴壁存储器进行了设计空间的探索实验.
对于 ILP 模型,使用 python3 调用 Gurobi 中的接口 [28] 对 ILP 模型进行编写,并运行 ILP 程序.对于某些测试
程序,ILP 不能在可接受的时间范围内找到最优解,所以本文设定在 ILP 模型被执行 12 小时(43 200 秒)之后便停
*
止执行,并将当前的结果输出.其中,最优解使用“ ”标记.其他的算法均是可以在几百毫秒时间内完成的.
5.2 实验结果与分析

本节对我们的实验结果进行展示与分析.
表 2 是在配备 2 个读/写头的磁畴壁存储器上不同算法产生的实验结果.其中:“SSDP”列表示 SSDP 算法得
到的移动次数;“S-DBC-P”列是 Chen 等人 [20] 提出的算法得到的移动次数,以及相较于 SSDP 算法移动次数减少
的百分比;“GISDP”列是本文所提出的启发式算法求得的移动次数,以及分别相较于 SSDP 算法和 S-DBC-P 算
法移动次数减少的百分比;“ILP”列是整数线性规划在 12 小时内求得的移动次数,以及分别相较于 SSDP 算法和
S-DBC-P 算法移动次数减少的百分比.从表 2 可以看出:本文所提的 GISDP 算法相较于 SSDP 算法,移动次数平
均减少了 86.7%,相较于 S-DBC-P 算法,移动次数平均减少了 79.6%;本文所提出的 ILP 模型虽然没有在 12 小时
内求出最优解,但是相较于 SSDP 算法,移动次数平均减少了 75.0%,相较于 S-DBC-P 算法,移动次数平均减少了
61.8%.
Table 2 Performance comparison for 2-port
表 2 2 个 port 的性能比较
SSDP S-DBC-P GISDP ILP
基准 移动 移动 相对 移动 相对 相对 移动 相对 相对
测试 操作 操作 SSDP 操作 SSDP S-DBC-P 操作 SSDP S-DBC-P
程序 次数 次数 减少(%) 次数 减少(%) 减少(%) 次数 减少(%) 减少(%)
epic 8 394 3 492 58.4 630 92.5 81.9 1 648 80.3 52.8
ghostscript 3 308 2 116 36.0 208 93.7 90.2 642 80.6 69.6
jpeg 4 152 2 459 40.7 525 87.4 78.6 1 288 68.9 47.6
mesa 5 248 2 601 50.4 883 83.2 66.1 1 121 78.6 56.9
mpeg 8 944 4 726 47.1 1 630 81.8 65.5 2 364 73.6 49.9
pegwit 1 721 1 487 13.6 217 87.4 85.4 390 77.3 73.8
pgp 3 043 3 503 −15.1 495 83.7 85.9 973 68.0 72.2
rasta 3 253 2 117 4.1 519 84.0 83.3 887 72.7 71.5
平均减少(%) − − 29.4 − 86.7 79.6 − 75.0 61.8

表 3 是在配备 4 个读/写头的磁畴壁存储器上不同算法产生的实验结果.从表 3 可以看出:本文所提的
S-DBC-P 算法相较于 SSDP 算法移动次数平均减少了 93.7%,相较于 S-DBC-P 算法移动次数平均减少了 80.7%;
本文所提出的 ILP 模型在 12 小时内求出的局部最优解,相较于 SSDP 算法,移动次数平均减少了 82.6%,相较于
S-DBC-P 算法,移动次数平均减少了 46.3%.
Table 3 Performance comparison for 4-port
表 3 4 个 port 的性能比较
SSDP S-DBC-P GISDP ILP
基准 移动 移动 相对 移动 相对 相对 移动 相对 相对
测试 操作 操作 SSDP 操作 SSDP S-DBC-P 操作 SSDP S-DBC-P
程序 次数 次数 减少(%) 次数 减少(%) 减少(%) 次数 减少(%) 减少(%)
epic 8 359 1 912 77.1 404 95.2 78.9 1 482 82.3 22.5
ghostscript 3 286 1 124 65.8 124 96.2 88.9 466 85.8 58.5
jpeg 4 125 1 188 71.2 247 94.0 79.2 865 79.0 27.2
mesa 5 221 1 424 72.7 367 92.9 74.2 851 83.7 40.2
mpeg 8 907 2 515 71.7 679 92.4 73.0 974 89.0 61.3
pegwit 1 699 778 54.2 136 91.9 82.5 274 83.9 64.8
pgp 3 008 1 087 63.9 192 93.6 82.3 742 75.3 31.7
rasta 3 223 1 634 49.3 225 93.0 86.2 583 81.9 64.3
平均减少(%) − − 65.7 − 93.7 80.7 − 82.6 46.3
表 4 是在配备 8 个读/写头的磁畴壁存储器上不同算法产生的实验结果,从表 4 可以看出:本文的 S-DBC-P