【摘要】：近些年TOP500的報(bào)告顯示,集群所占的比例越來(lái)越大,集群系統(tǒng)已成為高性能計(jì)算的主流平臺(tái)。隨著處理器硬件的日益成熟和高速網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,集群已經(jīng)廣泛而深入地應(yīng)用到工業(yè)界。集群提供強(qiáng)大的計(jì)算能力的同時(shí)也帶來(lái)了能量危機(jī)。高性能計(jì)算已經(jīng)出現(xiàn)能量危機(jī),能耗問題已經(jīng)成為集群技術(shù)發(fā)展的一個(gè)瓶頸之一。 調(diào)度問題一直是任務(wù)調(diào)度研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn),調(diào)度機(jī)制對(duì)于集群的性能至關(guān)重要。設(shè)計(jì)出基于能量?jī)?yōu)化的任務(wù)調(diào)度算法成為緩解數(shù)據(jù)中心能量危機(jī)的一種行之有效的方法。 針對(duì)當(dāng)前聚簇調(diào)度和復(fù)制調(diào)度算法只考慮性能而完全忽略能耗問題,本文提出集群環(huán)境中基于能量?jī)?yōu)化的并行任務(wù)調(diào)度算法。能量?jī)?yōu)化策略從兩個(gè)方面開展工作： ①構(gòu)建同構(gòu)集群數(shù)學(xué)模型、DAG(Directed Acyclic Graph)圖任務(wù)模型和能耗模型,計(jì)算算法重要參數(shù),提出同構(gòu)集群環(huán)境中基于能量?jī)?yōu)化的并行任務(wù)調(diào)度算法EATCS(Energy-Aware Task Clustering Scheduling)。研究處理機(jī)類型、網(wǎng)絡(luò)連接類型和CCR(Communication-to-Computation Ratio)值對(duì)能耗的影響。將EATCS算法與過去的TDS(Task Duplication Scheduling)和PEBD(Performance Energy Balance task Duplication)調(diào)度算法在同一實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景下進(jìn)行能耗比較。 ②構(gòu)建異構(gòu)集群模型、DAG圖任務(wù)模型和能耗模型,計(jì)算算法重要參數(shù),提出異構(gòu)集群環(huán)境中基于能量?jī)?yōu)化的并行任務(wù)調(diào)度算法EETCS (Energy-Efficient Task Clustering Scheduling)。利用simgrid模擬器模擬異構(gòu)集群環(huán)境,研究CCR值、節(jié)點(diǎn)異構(gòu)性和網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性對(duì)能耗的影響。在同一實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景下比較EETCS算法、TDS和NDS(Non-Duplication Scheduling)算法的能耗。 最后,為了驗(yàn)證改進(jìn)的調(diào)度算法的有效性,將改進(jìn)后的調(diào)度算法應(yīng)用到高斯消去和快速傅里葉變換等經(jīng)典應(yīng)用程序,通過對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論：改進(jìn)后的算法在不影響性能的情況下,比原有調(diào)度算法在能量消耗方面具有更好的優(yōu)越性。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TP338.6
【圖文】：

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文⑦并行編程環(huán)境和工具(如編譯器、PVM(并行虛擬機(jī))和MPI(消息傳遞接口))⑧應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)接口硬件擔(dān)任著處理機(jī)節(jié)點(diǎn)間的通信任務(wù)，負(fù)責(zé)在節(jié)點(diǎn)間通過網(wǎng)絡(luò)/開關(guān)傳送和接收數(shù)據(jù)包。通信軟件提供了快速而可靠的處理機(jī)節(jié)點(diǎn)間以及與外界數(shù)據(jù)進(jìn)行通信的服務(wù)。使用專門的網(wǎng)絡(luò)/開關(guān)(如Myrinet和hifiniband)的集群通常使用活動(dòng)消息等通信協(xié)議，在其處理機(jī)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行快速通信。為了支持并行應(yīng)用，特定的并行計(jì)算層應(yīng)該被設(shè)計(jì)為支持并行計(jì)算。集群系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2一1所示[1]:.

過程中有效而充分地利用不同類型的應(yīng)用程序的特點(diǎn)來(lái)獲得更佳的性能。存在多種對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行分類的方法，在調(diào)度領(lǐng)域中一般采取按照劃分方式的不同對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行相應(yīng)的分類，如圖2一2所示[29]。首先，按照應(yīng)用程序的可分解

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2742814