【摘要】：仿真計(jì)算資源成本的投入逐漸成為企業(yè)成本投入的重中之重,其僅次于人力資源成本投入。雖然購置了高性能的計(jì)算設(shè)備,但卻無法保障設(shè)備的充分利用,使得企業(yè)競(jìng)爭能力明顯不足。本文以航天器制造企業(yè)為項(xiàng)目背景,結(jié)合資源調(diào)度系統(tǒng)LSF,以構(gòu)建高性能計(jì)算環(huán)境,優(yōu)化作業(yè)調(diào)度算法,提升系統(tǒng)資源利用率為出發(fā)點(diǎn),研究如何在最小化任務(wù)集時(shí)間跨度的同時(shí)兼顧計(jì)算資源負(fù)載均衡的問題。作業(yè)調(diào)度算法的選取是作業(yè)調(diào)度的關(guān)鍵,Min-Min算法作為經(jīng)典的啟發(fā)式調(diào)度算法,常被用作標(biāo)準(zhǔn)算法來評(píng)估其他算法,本文基于Min-Min算法開展了進(jìn)一步的研究。首先,對(duì)Min-Min算法進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究和分析。它的基本思想是優(yōu)先執(zhí)行具有最小的最早完成時(shí)間的計(jì)算任務(wù),從而實(shí)現(xiàn)單個(gè)任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間最短,其本質(zhì)上是一種貪心算法。但由于貪心算法的缺陷,使得當(dāng)前做出的選擇有可能是局部最優(yōu)解,算法為了實(shí)現(xiàn)最小化最小完成時(shí)間的目標(biāo),有時(shí)需要將任務(wù)分配到具有較長執(zhí)行時(shí)間的計(jì)算節(jié)點(diǎn)上,造成總體的時(shí)間跨度增加。同時(shí),該算法優(yōu)先將任務(wù)映射給計(jì)算能力最強(qiáng)的計(jì)算資源,造成計(jì)算能力強(qiáng)的計(jì)算資源負(fù)載過重,計(jì)算能力弱的計(jì)算資源較為空閑,整體計(jì)算資源負(fù)載不均,導(dǎo)致資源利用率較低。其次,針對(duì)上述不足,本文對(duì)Min-Min算法進(jìn)行了改進(jìn),提出一種基于標(biāo)準(zhǔn)差的最小最早完成時(shí)間算法(SDMM,Standard Deviation Min-Min)。在制造行業(yè),集群系統(tǒng)往往分階段建設(shè),因此計(jì)算環(huán)境具有一定的差異性和異構(gòu)性,任務(wù)在不同處理機(jī)的執(zhí)行時(shí)間具有較大差異。本文采用任務(wù)執(zhí)行時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差來衡量不同處理機(jī)間的差異以及任務(wù)對(duì)于負(fù)載均衡的影響度。算法在綜合考量最小完成時(shí)間和任務(wù)執(zhí)行時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)度,兼顧了高吞吐率和負(fù)載均衡,更適應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境的異構(gòu)性。最后,通過GridSim模擬器對(duì)Min-Min算法、Dpri-Min-Min算法、Proposed算法和SDMM算法進(jìn)行了模擬對(duì)比分析,結(jié)果表明SDMM算法相比其他三種算法有一定的提高,保留了原有算法的高性能,同時(shí)有效的實(shí)現(xiàn)了負(fù)載均衡,提高了許可證資源利用率,滿足航天器仿真分析過程中對(duì)于成本控制和資源精益化利用的實(shí)際需求。因此,面向航天器仿真分析的高性能應(yīng)用模式研究、調(diào)度算法研究,對(duì)于航空、航天等大型制造企業(yè),具有一定的借鑒意義。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V411.8
【圖文】：

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本文編號(hào)：2792211