【摘要】：多核計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算、云計(jì)算是近年來信息技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),其技術(shù)的核心在于分布式并行計(jì)算的調(diào)度,而調(diào)度模型和調(diào)度算法是調(diào)度最重要的兩個(gè)方面。因此,本文研究分布式并行計(jì)算的任務(wù)調(diào)度模型和任務(wù)調(diào)度算法,所做的主要工作如下:? 1)提出了一種更加實(shí)用的任務(wù)調(diào)度模型? 從計(jì)算模型、任務(wù)模型、性能模型三個(gè)方面對(duì)現(xiàn)有任務(wù)調(diào)度模型進(jìn)行了分析和總結(jié),并充分考慮到所要建立的模型能兼顧簡(jiǎn)單性和精確性。因?yàn)槟Ｐ瓦^于精確,則導(dǎo)致求解的復(fù)雜性或無法求解;如果模型過于簡(jiǎn)單,則難以描述實(shí)際系統(tǒng)。所以,必須在模型的實(shí)用性和準(zhǔn)確性之間謀求折衷。? 2)設(shè)計(jì)了三種基于實(shí)用模型的調(diào)度算法? 基于提出的更加實(shí)用的任務(wù)調(diào)度模型,設(shè)計(jì)了求解該模型的三種調(diào)度算法。首先,研究模擬退火算法的基本思想并結(jié)合提出的任務(wù)調(diào)度模型,設(shè)計(jì)相應(yīng)的調(diào)度算法,通過仿真研究該算法的性能。其次,為調(diào)度策略尋優(yōu),研究遺傳算法,提出了一種自適應(yīng)遺傳算法,通過仿真表明該算法具有較好的性能及較高的解質(zhì)量。最后,為簡(jiǎn)化調(diào)度算法及進(jìn)一步提高性能,研究如何用蟻群算法求解該模型的任務(wù)調(diào)度問題,通過仿真表明該算法具有更好的性能和更高的解質(zhì)量。? 3)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)可高度擴(kuò)展的分布式并行計(jì)算平臺(tái)? 根據(jù)本文提出的任務(wù)調(diào)度模型,經(jīng)過比較模擬退火算法、自適應(yīng)遺傳算法或優(yōu)化的蟻群算法,選定蟻群算法。確定調(diào)度算法之后,本文主要從系統(tǒng)功能需求、架構(gòu)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)評(píng)價(jià)四個(gè)方面講述系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)表明:該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的通用性和擴(kuò)展性,為高性能計(jì)算提供了一種較好的解決方案。?
【圖文】：

理機(jī)的執(zhí)行時(shí)間之和。如果目標(biāo)函數(shù)值越大，表示解的質(zhì)量越好，反之，，則解的質(zhì)量較100]。 3.1.5 算法描述根據(jù)上面的分析，我們?cè)O(shè)計(jì)用模擬退火算法求解任務(wù)調(diào)度問題，關(guān)鍵問題是如何產(chǎn)生合法的新解，提出了如下操作過程： 1) 在 S 中隨機(jī)地選取兩個(gè)任務(wù)列表iL 和jL ，并且隨機(jī)生成一個(gè)任意的數(shù) n ( 0≤ n≤h由 n 確定交換點(diǎn)； 2) 把iL 和jL 兩個(gè)任務(wù)列表中交換點(diǎn)以后列表互換，得到新解 S '。 定理 3.1 交換點(diǎn)選擇滿足下述條件：緊跟交換點(diǎn)前面的任務(wù)即前驅(qū)iT ， HTni( )≤；跟交換點(diǎn)后面的任務(wù)即后繼jT ， HTnj( )≥，交換右部后仍然是一個(gè)合法的調(diào)度。

圖 4.2 自適應(yīng)算法中進(jìn)化代數(shù) l 與處理機(jī)數(shù) m、任務(wù)數(shù) n 的關(guān)系圖 4.3 本章小結(jié) 分布式并行計(jì)算的任務(wù)分配與調(diào)度問題屬于 NP 完全問題，傳統(tǒng)的優(yōu)化算法很難求得最優(yōu)解，雖然已有人將遺傳算法應(yīng)用解決此問題，但結(jié)果并不能令人滿意。本文提出的算法在性能和解的質(zhì)量上要優(yōu)于文[102]的傳統(tǒng)算法及文[103]的改進(jìn)算法，主要是采用了自適應(yīng)的選擇、交叉和變異操作。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，自適應(yīng)遺傳算法是可行和有效的，無論在精度上還是收斂速度上都較傳統(tǒng)和改進(jìn)的遺傳算法有較大程度的提高。因此，自適應(yīng)遺傳算法顯示出在任務(wù)分配與調(diào)度上所具有的優(yōu)越性。
【學(xué)位授予單位】：湖北師范學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TP338.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2666353