發(fā)布時間：2020-07-05 15:55

【摘要】：近些年TOP500的報告顯示,集群所占的比例越來越大,集群系統(tǒng)已成為高性能計算的主流平臺。隨著處理器硬件的日益成熟和高速網(wǎng)絡的發(fā)展,集群已經(jīng)廣泛而深入地應用到工業(yè)界。集群提供強大的計算能力的同時也帶來了能量危機。高性能計算已經(jīng)出現(xiàn)能量危機,能耗問題已經(jīng)成為集群技術發(fā)展的一個瓶頸之一。 調(diào)度問題一直是任務調(diào)度研究的重點和熱點,調(diào)度機制對于集群的性能至關重要。設計出基于能量優(yōu)化的任務調(diào)度算法成為緩解數(shù)據(jù)中心能量危機的一種行之有效的方法。 針對當前聚簇調(diào)度和復制調(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)境中基于能量優(yōu)化的并行任務調(diào)度算法。能量優(yōu)化策略從兩個方面開展工作： ①構建同構集群數(shù)學模型、DAG(Directed Acyclic Graph)圖任務模型和能耗模型,計算算法重要參數(shù),提出同構集群環(huán)境中基于能量優(yōu)化的并行任務調(diào)度算法EATCS(Energy-Aware Task Clustering Scheduling)。研究處理機類型、網(wǎng)絡連接類型和CCR(Communication-to-Computation Ratio)值對能耗的影響。將EATCS算法與過去的TDS(Task Duplication Scheduling)和PEBD(Performance Energy Balance task Duplication)調(diào)度算法在同一實驗場景下進行能耗比較。 ②構建異構集群模型、DAG圖任務模型和能耗模型,計算算法重要參數(shù),提出異構集群環(huán)境中基于能量優(yōu)化的并行任務調(diào)度算法EETCS (Energy-Efficient Task Clustering Scheduling)。利用simgrid模擬器模擬異構集群環(huán)境,研究CCR值、節(jié)點異構性和網(wǎng)絡異構性對能耗的影響。在同一實驗場景下比較EETCS算法、TDS和NDS(Non-Duplication Scheduling)算法的能耗。 最后,為了驗證改進的調(diào)度算法的有效性,將改進后的調(diào)度算法應用到高斯消去和快速傅里葉變換等經(jīng)典應用程序,通過對比分析實驗結(jié)果得出結(jié)論：改進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。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TP338.6
【圖文】：

武漢理工大學碩士學位論文⑦并行編程環(huán)境和工具(如編譯器、PVM(并行虛擬機)和MPI(消息傳遞接口))⑧應用程序網(wǎng)絡接口硬件擔任著處理機節(jié)點間的通信任務，負責在節(jié)點間通過網(wǎng)絡/開關傳送和接收數(shù)據(jù)包。通信軟件提供了快速而可靠的處理機節(jié)點間以及與外界數(shù)據(jù)進行通信的服務。使用專門的網(wǎng)絡/開關(如Myrinet和hifiniband)的集群通常使用活動消息等通信協(xié)議，在其處理機節(jié)點之間進行快速通信。為了支持并行應用，特定的并行計算層應該被設計為支持并行計算。集群系統(tǒng)的結(jié)構如圖2一1所示[1]:.

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

【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

1 查禮,徐志偉,林國璋,劉玉樹;基于Simgrid的網(wǎng)格任務調(diào)度模擬[J];計算機工程與應用;2003年14期

2 戴永涌;楊樹軍;;基于資源調(diào)度的集群節(jié)能系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J];計算機工程與科學;2009年S1期

3 杜曉麗;蔣昌俊;徐國榮;丁志軍;;一種基于模糊聚類的網(wǎng)格DAG任務圖調(diào)度算法[J];軟件學報;2006年11期

相關博士學位論文 前4條

1 蔣江;異構集群系統(tǒng)中基于進程遷移機制的負載平衡算法的研究[D];國防科學技術大學;2002年

2 趙明宇;集群系統(tǒng)的調(diào)度算法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

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4 朱曉敏;異構集群系統(tǒng)中實時任務若干調(diào)度問題研究[D];復旦大學;2009年

相關碩士學位論文 前4條

1 康秀蘭;網(wǎng)格環(huán)境下的Min-Min任務調(diào)度算法的研究[D];遼寧工程技術大學;2007年

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3 施步青;基于能量優(yōu)化的網(wǎng)格資源調(diào)度算法研究[D];武漢理工大學;2009年

4 杜杰;網(wǎng)格環(huán)境中基于DAG的并行任務調(diào)度算法研究[D];上海交通大學;2009年

本文編號：2742814