网络计算机/服务器计算模式是一种新兴的计算模式。它利用远程显示机制将交互式桌面应用的计算任务与图形用户界面进行了分离，将计算任务集中在服务器端完成，而客户端仅负责处理用户界面，实现了一种集中化的、易管理的计算模式。目前，网络计算机/服务器计算模式在一些领域已经得到了成功应用，但要获得更广泛的应用，该计算模式仍然面临两大技术挑战，即对多媒体应用支持不足以及难以构建规模化的服务器系统。针对这两大技术挑战，本文在快速无损图像压缩、半集中计算模型、交互式性能测量以及虚拟机环境中桌面服务的性能评测与改进四方面展开了研究，研究并实现了相关关键技术，为应对上述技术挑战提出了解决方案。 本文的主要内容及贡献包括以下几方面。 ●研究了适用于远程显示机制的快速无损图像压缩，提出并实现了SPEDIC算法。该算法主要针对多媒体类应用的屏幕更新产生的连续色调图像进行设计和优化，并兼顾了对其它各种图像类型的支持。SPEDIC算法根据图像不同区域的特征采用预测编码、边缘编码和游程编码三种不同的编码策略，并在算法复杂度和压缩比之间进行权衡，从而追求最优的端到端响应延迟，以适应远程显示应用的需要。实验表明SPEDIC以很低的算法复杂度获得了较好的压缩比，尤其是对于连续色调图像。对于一组基准测试连续色调图像，SPEDIC与无损图像压缩标准JPEG-LS相比在压缩比方面低6.2％，但其编码时间为JPEG-LS的40.7％，解码时间仅为JPEG-LS的31.5％。利用SPEDIC算法可以有效改进网络计算机/服务器计算模式的远程显示机制对静态图像显示类的多媒体应用的支持。 ●扩展了现有网络计算机/服务器计算模式的集中计算模型，提出了用于网络计算机系统的半集中计算模型，称为SCCM。SCCM在保留传统网络计算机系统的管理优势的同时，支持客户端分担更多的计算负载，并可提供无缝的用户体验。本文研究了SCCM模型中的计算任务划分、输入合成与显示合成的策略，并以视频播放应用为例实现了一个半集中计算应用原型SC-MPlayer。实验表明SC-MPlayer能在提供无缝的用户感受的同时流畅播放全尺寸的MPEG-1、MPEG-2视频，并显著降低服务器端负载。半集中计算模型为网络计算机系统支持计算密集、显示密集等类型的应用提供了有效的支持。 ●提出了一种基于受限用户行为的交互性能测量方法，支持在尽可能接近用户实际使用的状态下准确地测量网络计算机系统的交互式性能。该方法引入了受限用户行为约束，通过对用户行为方式的限定，确保交互式会话中的事件响应在时间上不重叠，为实现对响应时间的准确测量创造了条件。同时，该方法利用会话录制辅助机制和用户行为检验机制，帮助用户录制符合受限用户行为的交互式会话。利用该方法，可以有效改善对网络计算机系统中服务器负载能力的评估。 ●描述了基于虚拟机构建网络计算机服务器机群的技术方案，评测和分析了Xen虚拟机环境中桌面应用的交互式性能，并针对评测发现的性能瓶颈对Xen虚拟机平台进行了改进。性能评测表明，在Xen虚拟机环境中桌面应用的主要性能瓶颈是虚拟化带来的响应时间的较大波动性，而不是平均上较大的响应时间本身。该性能瓶颈主要原因是Xen环境中运行设备驱动程序的虚拟机未能获得足够的CPU份额，导致客户虚拟机因长时间等待I/O操作而产生大量过长的事件响应延迟。本文在虚拟机级别粗粒度地运用优先级传递的方法修改了Xen的CPU调度器，改进了Xen的上述性能问题。通过进一步改进Xen对交互式应用的支持，基于虚拟机构建网络计算机服务器机群将为提供大规模的网络计算机应用提供可能。