基于网络感知的容错志愿计算

针对志愿计算系统中节点分布在不同地理位置的特性,分析了传统主一从计算模型在志愿计算系统中的缺陷,提出了基于网络感知的容错志愿计算模型,该模型考虑了节点的网络因素,将节点划分到不同的子集中,基于该模型能够处理由于网络因素造成的故障。另一方面对传统的覆盖容错策略进行了改进并将其应用到容错志愿计算中。实验结果表明,基于网络感知的模型和改进覆盖容错策略能够显著地提高志愿计算系统的可靠性和性能。     

基于ProActive的容错调度器设计与实现

在分布式计算系统中保证并行应用计算的正确性及提高计算系统中动态资源的利用率是一个重要的研究问题。在原有的基于ProActive的并行计算平台上,引入呼吸通信机制、故障节点发现机制和子任务重新调度机制,设计和实现了一个容错调度系统。实验表明该调度器在部分节点出现故障的情况下,能保证并行计算的正确性,并具有较好的性能。     

因特网上基于节点角色的计算资源共享平台——RB-CRSP

提出了因特网上基于节点角色的计算资源共享平台——RB-CRSP。设计时充分考虑节点的角色性和功能性,把因特网上的网络资源按照角色划分为服务器端节点、协调节点、工作机节点与客户机节点四类实体,通过配合RB-CRSP的应用编程模式,完成并行分布式计算。分析了RB-CRSP中的自适应资源调度策略,该策略考虑了节点的硬件信息与可信誉机制,实现了平台的负载均衡性;在动态的因特网环境下,利用面向工作机的容错方式保证了平台的可靠性。案例程序选择了典型的并行BenchMark程序：N皇后问题,测试结果表明,RB-CRSP可以方便聚集异构环境下的空闲计算资源,平台的性能与机器硬件条件和可靠性密切相关。     

异构GPU集群的任务调度方法研究及实现

GPU集群已经成为高性能计算的重要方式,特别对于计算密集型应用,具有成本低、性能高、功耗小的优势.为了解决GPU集群系统运行中的任务负载均衡问题,文中提出了一种面向计算密集型应用的异构GPU集群调度方法,该方法可以自动发现计算节点,并动态估计计算节点的计算能力,并根据计算能力、任务的计算强度和优先级在异构GPU集群上合理分配计算资源.同时,该系统还具有容错能力,能够处理计算节点的意外退出,可恢复意外退出计算节点的计算任务,并动态适应系统的计算规模.通过实验表明,文中采用的策略达到了预期目的     

面向互联网计算资源共享的自适应调度模型

在面向互联网的计算资源共享平台中,如何把服务器端的子任务均匀地调度给大规模互联网环境下的志愿机运算是一个重要的研究问题。描述了该平台下的一个自适应并行调度模型。调度器处于服务器端与志愿机之间,缓解服务器端的访问瓶颈;服务器端首先根据调度器的负载对子任务进行第一次分派,在调度器端根据下属的志愿机的软硬信息再分配子任务。通过运行典型的BanchMark并行程序,把该调度策略与其他策略进行比较,验证了该调度模型针对粗粒度并行的主从（Master-Slave）风格并行应用可以获得较好的性能。     

面向物联网传感器事件监测的双向反馈系统

针对一般无线传感器网络事件监测算法没有考虑物联网数据的动态不确定性问题,提出面向物联网多维动态不确定数据的事件监测双向反馈系统.该系统分为基站和无线传感器节点2个子系统,其中基站子系统(Base Station Subsystem,BS)采用BS动态容错训练策略,利用因子分析法计算容错阈值并将其反馈到无线传感器节点子系统(Wireless Sensor Nodes Subsystem,NS),以调整无线传感器节点子系统的动态不确定数据事件监测参数;其中无线传感器节点子系统采用NS动态容错训练策略,在利用人工神经网络的动态容错能力减少事件监测通信损耗的同时,通过所建立的以容错阈值为参数的人工神经网络事件监测模型进行事件监测,并将监测结果反馈到基站子系统,以驱动基站子系统计算新的容错阈值,实现基站与无线传感器节点子系统的双向反馈循环,完成面向物联网的多维动态不确定数据的事件监测,最后通过实验验证了算法的有效性与可行性.     

自愿计算环境下基于代理的自适应并行调度

描述了一个自愿计算环境下的基于代理的自适应并行调度模型,该调度代理处于服务器端与工作机端之间,可以缓解服务器端的访问竞争.在该调度模型中,服务器端直接把工作单元分配给调度代理,工作机从调度代理处获取工作单元;调度代理具有自适应并行性,高效率性,容错等特性.最后通过测试与性能分析验证了该调度模型的正确性与高效性.     

支持低延迟通信与容错的计算资源共享环境构建

提出与描述了支持低延迟通信与容错的计算资源共享环境LF-CRSE (low latency and fault tolerance CRSE),LF-CRSE提出了节点功能角色的观点,由客户端功能节点、任务服务器、工作机服务提供器、工作机节点组成,形成一个可扩展的分布式网络体系结构.采用了任务缓存、任务预获取和任务服务器端计算等策略保证了通信过程的低延迟开销.在应用上利用分支界限模式的任务划分,使LF-CRSE支持主-从模式和分-治模式的灵活编程模型.通过工作机端的心跳消息和面向子任务的容错方式保证了LF-CRSE的正确性.测试过程选择了具有数据依赖的分布式旅行商问题,实验结果表明,LF-CRSE的加速比随着工作机的增加稳定提高,在低延迟通信和容错特性上也具有良好的性能.     

混合型实时容错调度算法的设计和性能分析

以往文献中研究的实时容错调度算法都只能调度单一的具有容错需求的任务.该文建立了一个混合型实时容错调度模型,提出一种静态实时容错调度算法.该算法能同时调度具有容错需求的实时任务和无容错需求的实时任务.该文还提出了一个求解最小处理机个数的算法,用于对静态实时容错调度算法的性能进行模拟分析.为了提高静态调度算法的调度性能,提出了一种动态调度算法.最后,通过模拟实验分析了静态和动态调度算法的性能.实验表明,调度算法的性能与实时任务的个数、任务的计算时间、周期和处理机个数等系统参数相关.     

动态检查点容错技术研究

检查点技术是目前普遍使用的一种系统容错方法,能够有效地提高系统运行效率.在传统检查点技术的基础上提出了面向节点瞬时故障的动态检查点容错技术,通过对节点及其运行进程的实时监控数据的分析,给出检查点的引入、保存、恢复和取消的时机.由于检查点技术在实施过程中会影响部分系统运行效率,该技术主要面向可能被瞬时故障影响且运行长时进程的节点.