CN104834604A - 一种io地址到io对象快速映射方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种IO地址到IO对象快速映射方法及系统，方法包括如下步骤：1)采集所有IO块的基地址、大小以及间隔，并按地址顺序排列；2)选取最小间隔值，从而获取空隙值，其中空隙值小于等于最小间隔值；3)以IO地址空间的起始地址为起始位置t，采用空隙值重新分割IO地址空间；4)构造间隙和数组，以记录从起始位置开始每一空隙值空间内IO地址所对应的间隙和；5)构造IO对象数组，每一IO地址映射一在所述IO对象数组中位于相应数组索引处的IO对象；6)根据构造的间隙和数组以及IO对象数组，完成IO地址到相应数组索引的计算，从而完成IO地址到IO对象的快速映射。本发明通过重新划分IO地址空间，将搜索转化为查表，实现了由IO地址到IO对象的快速映射。

Description

一种IO地址到IO对象快速映射方法及系统

技术领域

本发明涉及数字仿真计算机技术领域，尤其涉及一种基于gsMap的IO地址到IO对象快速映射方法及系统。

背景技术

数字仿真计算机中，虚拟CPU通过读写IO地址完成与外部设备通讯。通常，数字仿真计算机外部IO以若干连续IO地址空间块(以下简称IO块)分布。参考图1，IO块模型示意图。图1示意出了IO块(IO_BLOCK)基本属性，包括基地址base、大小size；而位于该IO块中的IO地址可以使用基地址与偏移地址offset描述。众多的IO块常常呈线性分散分布在IO地址空间中，只有被映射的IO地址才属于访问范围。参考图2，IO地址空间与IO块示意图。对应每一个IO地址，构造IO对象，两者存在一一映射关系。当仿真CPU访问某IO时，首先给出IO地址，然后查询IO对象，接着进行读写等操作。

一种IO地址到IO对象的映射查询实现方法是：在仿真计算机的内存中申请一块足够容纳所有IO块的连续缓存，包含IO块之间的空隙，缓存中填写IO对象的入口地址；这样，获得IO地址后，仅仅进行偏移地址的简单换算，便可以获得IO对象。但由于IO地址空间块分布比较分散，地址跨度大，有限的计算机内存空间使得该方案无法实现。另一种IO地址到IO对象的映射查询实现方法是：使用std::map类似的容器；该方案内存使用相对有效，通常的访问也具有一定程度上的时间运行效率，尤其适用Google::sparsehash可获得更高时间运行效率。但是随着IO对象的增多，查找过程就会呈O(nlog(n))增加，而在仿真系统中，由于IO访问十分频繁、又需要优先保证速率的应用情景下，此时还是会因速度太慢而变得不合适。

因此，需要提供一种快速IO地址到IO对象的映射查询方法，提高数字仿真计算机的仿真效率。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术数字卫星建模过程中IO地址到IO对象的映射查询存在的的技术问题，提供一种IO地址到IO对象快速映射方法及系统，在数字卫星建模过程中，实现IO地址到IO对象的快速查找，从而提高仿真速度。

为实现上述目的，本发明提供了一种IO地址到IO对象快速映射方法，包括如下步骤：(1)采集所有IO块的基地址base_i、大小size_i以及间隔gap_i，并按地址顺序排列，其中下标i表示第i个IO块；(2)选取最小间隔值min[gap_i]，从而获取空隙值space，其中space≤min[gap_i]；(3)以IO地址空间的起始地址为起始位置start，采用空隙值space重新分割IO地址空间；(4)构造间隙和数组gapSum_table，以记录从起始位置start开始每一空隙值space空间内IO地址所对应的间隙和，所述间隙和数组的大小为：N_{gapSum_table}≥(base_n+size_n)/space，其中，base_n+size_n为最后一块IO块的结束地址；(5)构造IO对象数组，每一IO地址address映射一在所述IO对象数组中位于相应数组索引index处的IO对象，所述IO对象数组的大小为所有IO块大小之和；(6)根据构造的间隙和数组以及IO对象数组，采用如下计算公式完成IO地址address到相应数组索引index的计算，从而完成IO地址address到IO对象的快速映射：index＝address-gapSum_table((address-start)/space)。

为实现上述目的，本发明还提供了一种IO地址到IO对象快速映射系统，包括采集单元、空隙值获取单元、分割单元、间隙和数组构造单元、IO对象数组构造单元以及映射单元；所述采集单元，用于采集所有IO块的基地址base_i、大小size_i以及间隔gap_i，并按地址顺序排列，其中下标i表示第i个IO块；所述空隙值获取单元，用于选取最小间隔值min[gap_i]，从而获取空隙值space，其中space≤min[gap_i]；所述分割单元，用于以IO地址空间的起始地址为起始位置start，采用空隙值space重新分割IO地址空间；所述间隙和数组构造单元，用于构造间隙和数组gapSum_table，以记录从起始位置start开始每一空隙值space空间内IO地址所对应的间隙和，所述间隙和数组的大小为：N_{gapSum_table}≥(base_n+size_n)/space，其中，base_n+size_n为最后一块IO块的结束地址；所述IO对象数组构造单元，用于构造IO对象数组，每一IO地址address映射一在所述IO对象数组中位于相应数组索引index处的IO对象，所述IO对象数组的大小为所有IO块大小之和；所述映射单元，用于根据构造的间隙和数组以及IO对象数组，采用如下计算公式完成IO地址address到相应数组索引index的计算，从而完成IO地址address到IO对象的快速映射：

index＝address-gapSum_table((address-start)/space)。

本发明的优点在于：通过重新划分IO地址空间，将搜索转化为查表，用额外增加的间隙和数组实现较高的时间执行效率，实现了由IO地址到IO对象的快速映射。

附图说明

图1，IO块模型示意图；

图2，IO地址空间与IO块示意图；

图3，IO地址空间与IO对象数组的映射关系示意图；

图4，本发明所述的IO地址到IO对象快速映射方法的流程示意图；

图5，本发明一实施例所示空隙值space的选取与间隔和填充示意图；

图6，本发明另一实施例所示空隙值space的选取与间隔和填充示意图；

图7，本发明一实施例所示重划分IO地址空间示意图；

图8，本发明一实施例所示IO地址到IO对象映射过程示意图；

图9，本发明所述的IO地址到IO对象快速映射系统架构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的IO地址到IO对象快速映射方法及系统做详细说明。

本发明是在gsMap算法基础上提出了一种重新分割IO地址空间的方式，实现了由IO地址到IO对象的快速映射。为了清楚描述本发明，首先给出gsMap算法的简单描述。gsMap算法构造了一种O(1)时间复杂度的算法，用于快速由IO地址索引IO对象。gsMap算法仅仅通过简单的算术运算与数组查表，完成O(1)时间复杂度IO地址到IO对象的查询，其算法核心思想描述如下。

一、实现IO地址到IO对象的O(1)查找

构造一个IO对象(IO对象指针、引用等)数组，该IO对象数组大小为所有IO块大小之和。同时采集所有IO块的基本信息，基地址(base_i)、大小(size_i)、间隔(gap_i),其中下标i表示第i个IO块；其中间隔gap_i为当前IO块_i地址(及其首位置)距离上一IO块_(i-1)结束地址(及其尾位置)中间的IO地址空间大小；记，第一块IO块下标为0；第一块IO块_0的间隔gap₀取其相对0地址的距离，即其base₀值。

则有，IO地址address一一映射位于在IO对象数组中相应下标(数组索引index)处的IO对象。如公式1所示：

address～index            公式1

假设某IO地址address位于第n块IO块中，其相对于该IO块_n的偏移地址为offset。参照图3，IO地址空间与IO对象数组的映射关系示意图。则该IO地址及其对应IO对象在IO对象数组中的数组索引index由如下公式2、公式3表达：

$\mathrm{address}=\mathrm{offset}+{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^n\mathrm{ga}{p}_i+{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{n-1}\mathrm{siz}{e}_i$           公式2

$\mathrm{index}=\mathrm{offset}+{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{n-1}{\mathrm{size}}_i$          公式3

公式2、3作减法，此时可以获得IO地址address与相应数组索引index的关系，如公式4：

$\mathrm{address}=\mathrm{index}+{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^n\mathrm{ga}{p}_i$          公式4

可见，如果可以获得每一个IO地址address所对应的间隙和便可以通过一则简单的减法运算实现IO地址到相应数组索引index的计算，从而实现IO地址到IO对象的映射。

二、间隙和快速查找

虽然间隙和可以提前获得，但单纯拿到IO地址address时，并不能立即知道n为多少，即，不能直接获得该IO地址address位于第几块IO块中。此时，其中之一可选的方案为，设法获得该IO地址address所对应的基地址base，继而搜索(二分法)该基地址base所对应的间隙和。该方案存在2点弊端：1、虽然内存块数量较少，但最坏的情况下，需要log₂(n)才能找到对应间隙和；而实际情况中，IO访问的频次并非均匀，故而经常发生最坏状况的可能性是非常大的；2、如果不能获得基地址base时，这种方案便失效。

本发明经分析发现，之所以存在搜索，是因为不同IO块的大小size_i以及间隔gap_i可能不完全相同，造成不能通过简单除法(除以步长)的方式计算IO对象数组下标及，进而需要通过搜索的方式实现。本发明在gsMap算法基础上提出了一种重新分割IO地址空间的方式，当所有IO块的大小size_i以及间隔gap_i这两参数一致时，便可以消除搜索，通过除法计算数组下标(即数组索引index)，进而查找IO对象，实现由IO地址到IO对象的快速映射。

参考图4，本发明所述的IO地址到IO对象快速映射方法的流程示意图，所述方法包括如下步骤：S41：采集所有IO块的基地址base_i、大小size_i以及间隔gap_i，并按地址顺序排列，其中下标i表示第i个IO块；S42：选取最小间隔值min[gap_i]，从而获取空隙值space，其中space≤min[gap_i]；S43：以IO地址空间的起始地址为起始位置start，采用空隙值space重新分割IO地址空间；S44：构造间隙和数组gapSum_table，以记录从起始位置start开始每一空隙值space空间内IO地址所对应的间隙和，所述间隙和数组的大小为：N_{gapSum_table}≥(base_n+size_n)/space，其中，base_n+size_n为最后一块IO块的结束地址；S45：构造IO对象数组，每一IO地址address映射一在所述IO对象数组中位于相应数组索引index处的IO对象，所述IO对象数组的大小为所有IO块大小之和；S46：根据构造的间隙和数组以及IO对象数组，采用如下计算公式完成IO地址address到相应数组索引index的计算，从而完成IO地址address到IO对象的快速映射：

index＝address-gapSum_table((address-start)/space)。

S41：采集所有IO块的基地址base_i、大小size_i以及间隔gap_i，并按地址顺序排列。

S42：选取最小间隔值gap_min，从而获取空隙值space，其中space≤min[gap_i]。

倘若存在这样的一个大小的空隙值space，任一空隙值space范围内，不出现两块以及以上数量的IO块(包含部分出现)。从IO地址空间的某个位置开始，每隔空隙值space重新划分IO地址空间，则能够通过除法运算快速定位某一IO地址所在的IO块所对应的间隙和。上述描述中的关键问题是，是否存在这样的空隙值space能够将IO地址空间进行重新分割，以及这样的分割应该从IO地址空间的什么位置开始。

空隙值space取值越小时，构造间隙和数组gapSum_table所需存储空间越大；极限状况下，当空隙值space＝1时，间隙和数组gapSum_table将是整个包含所有IO块及其间隔所需的空间大小。空隙值space越大，则构造间隙和数组gapSum_table所需存储空间越小，越具备优势，因此，需要求取空隙值space的最大值。

考虑到空隙值space选取的原则是：同一空隙值space区域内，不应出现两块以及以上数量的IO块。由于IO块由间隔gap分割，那么，当空隙值space选择小于等于所有IO块中最小间隔gap容量大小的值时，便能够不违反原则的重新划分IO地址空间。

证明如下：假设前后两块IO块，各自大小为size_i与size_j(i、j表征IO块序号，它们为相邻IO块)，两块IO块中间存在的间隔gap_i为最小间隔min[gap_i]。设想一种极限情况，以空隙值space划分IO地址空间时，当前空隙值space划分块刚好在i块IO块结束位置结束；则，下一空隙值space划分块从i块IO块结束位置的下一个地址开始。由于所选定的空隙值space满足space≤min[gap_i]，因此，该下一空隙值space划分块的结束位置一定不会覆盖到第j块IO块的起始位置。参考图5，本发明一实施例所示空隙值space的选取与间隔和填充示意图。而，若以空隙值space划分IO地址空间时，当前空隙值space划分块在第i块IO块结束位置之前结束，则，该下一空隙值space划分块的结束位置更不会覆盖到第j块IO块的起始位置，space≤min[gap_i]更加得以保障。参考图6，本发明另一实施例所示空隙值space的选取与间隔和填充示意图。

S43：以IO地址空间的起始地址为起始位置start，采用空隙值space重新分割IO地址空间。

参考图7，本发明一实施例所示重划分IO地址空间示意图。由于上述空隙值space选取中，并未严格限定空隙值space划分开始的相对位置，space≤min[gap_i]均能够满足；故而，以空隙值space划分IO地址空间起始位置start可以从任意地址开始。设定起始位置start可以选取从IO地址空间的起始地址(即0地址)，减少一次减法运算。但通常IO块都位于地址较高位置，这样的优化，虽然会提高运算速度，但造成较大的仿真计算机内存浪费。作为优选的实施方式，步骤S43进一步包括：设定起始位置start为初始IO块的基地址base₀，以空隙值space重新划分IO地址空间，虽然存在减法运算，但对仿真计算机的性能影响微乎其微，且可以有效节省仿真计算机内存。

S44：构造间隙和数组gapSum_table，所述间隙和数组记录从起始位置start开始，每一空隙值space空间内IO地址所对应的间隙和。

同时为确保构造的间隙和数组gapSum_table能够覆盖所有IO块，其容量有约束；也即所述间隙和数组的大小为：N_{gapSum_table}≥(base_n+size_n)/space；其中，base_n+size_n为最后一块IO块的结束地址。

此外，构造间隙和数组gapSum_table时，需要考虑特殊情况：即，若当前空隙值space划分块底部为下一IO块区域，则该当前空隙值space划分块对应的间隙和应为下一IO块的间隙和；而，若当前空隙值space划分块顶部为上一IO块区域时，则该当前空隙值space划分块对应的间隙和应为上一IO块的间隙和。故，作为优选的实施方式，在构造间隙和数组过程中，从起始位置start开始，每增加一空隙值space，记录当前空隙值space对应的起始地址；若所述起始地址为当前IO块首位置或超出前一IO块尾位置，则更新间隙和，以标记进入下一IO块区域。

S45：构造IO对象数组，每一IO地址address映射一在所述IO对象数组中位于相应数组索引index处的IO对象。

所述IO对象数组的大小为所有IO块大小之和；IO对象数组构造方式参照前述基于gsMap的IO对象(IO对象指针、引用等)数组的构造。

S46：根据构造的间隙和数组以及IO对象数组，完成IO地址address到相应数组索引index的计算，从而完成IO地址address到IO对象的快速映射。

由于构造的间隙和数组gapSum_table记录有由起始位置start开始，每空隙值space空间内，IO地址所对应的间隙和，结合前述公式4，得出公式5：

$\mathrm{address}=\mathrm{index}+\mathrm{gapSum}\_\mathrm{table}\left[\frac{\mathrm{address}-\mathrm{start}}{\mathrm{space}}\right]$ .................................公式5

简单移项之后，就获得IO地址address到相应数组索引index的计算公式，公式6：

$\mathrm{index}=\mathrm{address}-\mathrm{gapSum}\_\mathrm{table}\left[\frac{\mathrm{address}-\mathrm{start}}{\mathrm{space}}\right]$              公式6

作为优选的实施方式，步骤S42进一步包括：求取所述最小间隔值gap_min对2的指数M，从而获取空隙值space＝2^M，即设定空隙值space的大小为2的整阶次方M。步骤S43进一步包括：设定起始位置start为初始IO块的基地址base₀。则，公式6进一步简化为：

index＝address-gapSum_table[(address-start)＞＞M]    公式7

通过设定空隙值space的大小为2的整阶次方M，优化除法为右移运算，使得公式7实现了IO地址address到其间隙和的快速查找，并且完成了IO地址address到相应数组索引index的快速计算。如图8，本发明一实施例所示IO地址到IO对象映射过程示意图所示。

此时，由IO地址address到相应数组索引index的转化，仅需要：一次减法，address-start；一次移位(address-start)＞＞M；一次内存读取，gapSum_table((address-start)＞＞M)；以及最后一次减法，address-gapSum_table((address-start)＞＞M)，共4步CPU执行速度较快的计算便可完成。也即，作为优选的实施方式，步骤S46进一步包括：1)对IO地址address以及起始位置start进行一次减法运算：address-start；2)对步骤1)的运算结果进行一次移位运算：(address-start)＞＞M；3)根据步骤2)的移位结果进行IO地址address到相应间隙和的查找：gapSum_table((address-start)＞＞M)；4)对步骤3)的查找结果进行一次减法运算，完成IO地址address到相应数组索引index的计算：

address-gapSum_table((address-start)＞＞M)。

当空隙值space＝2^M时，所述间隙和数组的大小进一步简化为：

N_{gapSum_table}＝((base_n+size_n+base₀)＞＞M)+1

综上所述，本发明提供的IO地址到IO对象快速映射方法，通过重新划分IO地址空间，将搜索转化为查表，用额外增加的间隙和数组实现较高的时间执行效率，实现了由IO地址到IO对象的快速映射。

经测试，2.4GHz主频计算机上，无论STL中的map，还是Google提供的sparsehash其性能都不能达到所需目标；std::map仿真速度为0.22倍；sparsehash为1.56倍；同样条件下，本发明提供的方法的仿真速度为7.30倍，实现了由IO地址到IO对象的快速映射。

参考图9，本发明所述的IO地址到IO对象快速映射系统架构示意图。所述系统包括采集单元91、空隙值获取单元92、分割单元93、间隙和数组构造单元94、IO对象数组构造单元95以及映射单元96。

所述采集单元91，用于采集所有IO块的基地址base_i、大小size_i以及间隔gap_i，并按地址顺序排列，其中下标i表示第i个IO块。

所述空隙值获取单元92，用于选取最小间隔值min[gap_i]，从而获取空隙值space，其中space≤min[gap_i]。当空隙值space选择小于等于所有IO块中最小间隔gap容量大小的值时，同一空隙值space区域内，不会出现两块以及以上数量的IO块。

所述分割单元93，用于以IO地址空间的起始地址为起始位置start，采用空隙值space重新分割IO地址空间。由于上述空隙值space选取中，并未严格限定空隙值space划分开始的相对位置；故而，以空隙值space划分IO地址空间起始位置start可以从任意地址开始。设定起始位置start可以选取从IO地址空间的起始地址(即0地址)，减少一次减法运算。但通常IO块都位于地址较高位置，这样的优化，虽然会提高运算速度，但造成较大的仿真计算机内存浪费。作为优选的实施方式，所述分割单元93进一步用于：设定起始位置start为初始IO块的基地址base₀，以空隙值space重新划分IO地址空间，虽然存在减法运算，但对仿真计算机的性能影响微乎其微，且可以有效节省仿真计算机内存。

所述间隙和数组构造单元94，用于构造间隙和数组gapSum_table，以记录从起始位置start开始每一空隙值space空间内IO地址所对应的间隙和。同时为确保构造的间隙和数组gapSum_table能够覆盖所有IO块，其容量有约束；也即所述间隙和数组的大小为：N_{gapSum_table}≥(base_n+size_n)/space；其中，base_n+size_n为最后一块IO块的结束地址。

此外，构造间隙和数组gapSum_table时，需要考虑特殊情况：即，若当前空隙值space划分块底部为下一IO块区域，则该当前空隙值space划分块对应的间隙和应为下一IO块的间隙和；而，若当前空隙值space划分块顶部为上一IO块区域时，则该当前空隙值space划分块对应的间隙和应为上一IO块的间隙和。故，作为优选的实施方式，所述间隙和数组构造单元94进一步用于：在构造间隙和数组过程中，从起始位置start开始，每增加一空隙值space，记录当前空隙值space对应的起始地址；若所述起始地址为当前IO块首位置或超出前一IO块尾位置，则更新间隙和，以标记进入下一IO块区域。

所述IO对象数组构造单元95，用于构造IO对象数组，每一IO地址address映射一在所述IO对象数组中位于相应数组索引index处的IO对象，所述IO对象数组的大小为所有IO块大小之和。

所述映射单元96，用于根据构造的间隙和数组以及IO对象数组，完成IO地址address到相应数组索引index的计算，从而完成IO地址address到IO对象的快速映射。IO地址address到相应数组索引index的计算公式参照上述公式6。

作为优选的实施方式，所述空隙值获取单元92进一步用于：求取所述最小间隔值gap_min对2的指数M，从而获取空隙值space＝2^M，即设定空隙值space的大小为2的整阶次方M。通过设定空隙值space的大小为2的整阶次方M，优化除法为右移运算，实现了IO地址address到其间隙和的快速查找，并且完成了IO地址address到相应数组索引index的快速计算。此时，由IO地址address到相应数组索引index的转化，仅需要：一次减法，address-start；一次移位(address-start)＞＞M；一次内存读取，gapSum_table((address-start)＞＞M)；以及最后一次减法，address-gapSum_table((address-start)＞＞M)，共4步CPU执行速度较快的计算便可完成。

也即，作为优选的实施方式，所述映射单元96进一步包括：第一减法运算模块961、移位运算模块962、查找模块963以及第二减法运算模块964。

所述第一减法运算模块961，用于对IO地址address以及起始位置start进行一次减法运算：address-start。

所述移位运算模块962，用于对所述第一减法运算模块961的运算结果进行一次移位运算：(address-start)＞＞M。

所述查找模块963，用于根据所述移位运算模块962的移位结果进行IO地址address到相应间隙和的查找：gapSum_table((address-start)＞＞M)。

所述第二减法运算模块964，用于对所述查找模块963的查找结果进行一次减法运算，完成IO地址address到相应数组索引index的计算：

address-gapSum_table((address-start)＞＞M)。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种IO地址到IO对象快速映射方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)采集所有IO块的基地址base_i、大小size_i以及间隔gap_i，并按地址顺序排列，其中下标i表示第i个IO块；

(2)选取最小间隔值min[gap_i]，从而获取空隙值space，其中space≤min[gap_i]；

(3)以IO地址空间的起始地址为起始位置start，采用空隙值space重新分割IO地址空间；

(4)构造间隙和数组gapSum_table，以记录从起始位置start开始每一空隙值space空间内IO地址所对应的间隙和，所述间隙和数组的大小为：

N_{gapSum_table}≥(base_n+size_n)/space，其中，base_n+size_n为最后一块IO块的结束地址；

(5)构造IO对象数组，每一IO地址address映射一在所述IO对象数组中位于相应数组索引index处的IO对象，所述IO对象数组的大小为所有IO块大小之和；

(6)根据构造的间隙和数组以及IO对象数组，采用如下计算公式完成IO地址address到相应数组索引index的计算，从而完成IO地址address到IO对象的快速映射：index＝address-gapSum_table((address-start)/space)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)进一步包括：从起始位置start开始，每增加一空隙值space，记录当前空隙值space对应的起始地址；若所述起始地址为当前IO块首位置或超出前一IO块尾位置，则更新间隙和。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)进一步包括：求取所述最小间隔值min[gap_i]对2的指数M，从而获取空隙值space＝2^M。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(3)进一步包括：设定起始位置start为初始IO块的基地址base₀。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(6)进一步包括：

(61)对IO地址address以及起始位置start进行一次减法运算：address-start；

(62)对步骤(61)的运算结果进行一次移位运算：(address-start)>>M；

(63)根据步骤(62)的移位结果进行IO地址address到相应间隙和的查找：gapSum_table((address-start)>>M)；

(64)对步骤(63)的查找结果进行一次减法运算，完成IO地址address到相应数组索引index的计算：address-gapSum_table((address-start)>>M)。

6.一种IO地址到IO对象快速映射系统，其特征在于，包括采集单元、空隙值获取单元、分割单元、间隙和数组构造单元、IO对象数组构造单元以及映射单元；所述采集单元，用于采集所有IO块的基地址base_i、大小size_i以及间隔gap_i，并按地址顺序排列，其中下标i表示第i个IO块；

所述空隙值获取单元，用于选取最小间隔值min[gap_i]，从而获取空隙值space，其中space≤min[gap_i]；

所述分割单元，用于以IO地址空间的起始地址为起始位置start，采用空隙值space重新分割IO地址空间；

所述间隙和数组构造单元，用于构造间隙和数组gapSum_table，以记录从起始位置start开始每一空隙值space空间内IO地址所对应的间隙和，所述间隙和数组的大小为：N_{gapSum_table}≥(base_n+size_n)/space，其中，base_n+size_n为最后一块IO块的结束地址；

所述IO对象数组构造单元，用于构造IO对象数组，每一IO地址address映射一在所述IO对象数组中位于相应数组索引index处的IO对象，所述IO对象数组的大小为所有IO块大小之和；

所述映射单元，用于根据构造的间隙和数组以及IO对象数组，采用如下计算公式完成IO地址address到相应数组索引index的计算，从而完成IO地址address到IO对象的快速映射：

index＝address-gapSum_table((address-start)/space)。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述间隙和数组构造单元进一步用于：从起始位置start开始，每增加一空隙值space，记录当前空隙值space对应的起始地址；若所述起始地址为当前IO块首位置或超出前一IO块尾位置，则更新间隙和。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述空隙值获取单元进一步用于：求取所述最小间隔值min[gap_i]对2的指数M，从而获取空隙值space＝2^M。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述分割单元进一步用于：设定起始位置start为初始IO块的基地址base₀。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述映射单元进一步包括：第一减法运算模块、移位运算模块、查找模块以及第二减法运算模块；

所述第一减法运算模块，用于对IO地址address以及起始位置start进行一次减法运算：address-start；

所述移位运算模块，用于对所述第一减法运算模块的运算结果进行一次移位运算：(address-start)>>M；

所述查找模块，用于根据所述移位运算模块的移位结果进行IO地址address到相应间隙和的查找：gapSum_table((address-start)>>M)；

所述第二减法运算模块，用于对所述查找模块的查找结果进行一次减法运算，完成IO地址address到相应数组索引index的计算：address-gapSum_table((address-start)>>M)。