调度Fork-Join任务图的贪心算法

任务调度算法的目标是把组成并行程序的一组任务分配到多个处理器以使得程序的完成时间最短,这是一个NP完全问题.虽然许多算法在任务满足某些条件时能产生最优调度,但大多都忽略了节省处理器个数和最小化程序总的完成时间等问题.Fork-Join结构是一种并行处理的基本结构.因此,专门针对Fork-Join任务图,提出了一个能产生最优调度的新的贪心调度算法,该算法具有高的加速比和总体效率,时间复杂度为O(v2),其中,v表示任务集中任务的个数.实验结果表明,相比其它算法,该算法具有较短的调度长度、较短的完成时间,使用的处理器数较少.     

TSA—OT：一个调度Out—Tree任务科的算法

对于把一个任务群调度到多个处理器的问题,人们往往只注重找到一个调度路径最短的算法,却忽略了要节省处理器。收于Out-Tree任务图代表分治算法的一大类问题,因此,文中专门针对该任务图,给出了一个基于任务复制的算法TSA－OT。它首先分配关键路径上的任务结点,然后在不改变调度长度的情况下,把非关键路径上的结点尽可能分配到已用的处理器上。并且,该算法将Out-Tree任务图中的所有通信都化为零。TSA－OT算法与近几年所提出的TDS,CPFD,DCP算法之间的比较表明,TSA－OT算法不仅调度长度最短,而且采用了更少或相当个数的处理器。     

一种调度In-Tree任务图的算法

In-Tree任务图可用来表示归并、求和等分治算法的很多问题,该文针对这种任务图提出一种分层调度算法,利用队列存放被调度的任务,在同层任务调度中,优先把前驱不为空的任务调度到其一个前驱处理器上执行,只有前驱为空的任务才考虑是否分配新的处理器。实验表明,与以前的算法相比,该算法在调度长度相当的情况下,使用了更少的处理器。     

一个调度Out-Tree任务图的新算法

Out-Tree任务图代表分治算法的一大类问题。本文专门针对该类任务图,提出了一个新的调度算法。它利用fork结构的最优调度为各任务定义优先级,准确的反映了任务对调度的影响,保证了任务的正确调度顺序,得到优的调度长度。并在不改变调度长度的情况下,将结点尽可能地分配到已用处理器上,节省了处理器。实验表明,本文算法的调度性能优于现有同类算法。     

基于启发式算法降低比例公平调度开销策略

在多处理器系统中已经证明了比例公平(proportion fair, Pfair)算法是调度周期任务最优的全局调度算法。然而在该算法的最坏执行情况下,任务在每个调度时刻均产生切换或迁移,导致系统开销过大。针对这一问题,对Pfair算法进行深入研究后发现,任务的分配过程是一个重要原因。基于此,提出基于启发式算法的模拟退火比例公平(simulated annealing-proportion fair, SA-Pfair)调度算法,即在Pfair算法做出调度决策后,用启发式算法将任务分配给处理器,以弥补原算法的不足。最后,采用LITMUS-RT平台对SA-Pfair算法和以此为基础设计的调度器进行仿真。结果表明,新算法在一定程度上减少了任务的切换次数以及50%以上的任务迁移总量,且能够有效地降低调度过程中的系统开销。     

减链约束多处理器任务在三处理器中的调度

研究三个并行处理器环境中,具有递减链约束的多处理器任务的调度问题,调度目标 是最小化总处理时间,假设单项任务需单位处理时间.首先给出了减链调度问题的最优化性质 与条件,并说明了减链调度问题仍然是NP难的.随后基于两段flow-shop问题的Johnson's算 法的修正和减链调度问题最优化性质,提出了一个启发式算法,并从分析和仿真计算两方面说 明该算法是有效的和高效的.     

一种实时异构嵌入式系统的任务调度算法

异构分布式系统已被广泛应用在实时嵌入式系统中,而调度算法是在进行嵌入式系统综合时,确保系统实现性能目标的一个关键问题,这是一个NP-完全问题.现有的算法主要是启发式算法,性能还有待提高.提出了一个异构分布式系统的动态BLevel优先(dynamic BLevel first,简称DBLF)算法,算法选择就绪任务中动态BLevel值最大的任务进行调度,用插入法为任务分配处理器,遵循以下3个插入原则:满足任务先后顺序关系;任务的最早完成时间(earliest-finish-time,简称EFT)最小;在EFT相等时,优先分配到利用率较低的处理器上.与现有算法比较可以看出,DBLF算法可以有效降低调度长度.     

一个基于复制的相关任务调度算法

基于任务复制的调度是一种新的调度方法，现已有许多基于任务复制的调度算法在任务满足某些条件时能产生最优调度，但也存在一些不足．因此，针对一些算法存在的问题，提出一种新调度算法，该算法既考虑合并其它父任务以减少通讯时间，同时尽可能少的合并祖先任务，从而尽量减小任务的启动时间，因而能产生更短的调度．大量实验数据表明，该算法的性能明显优于其它算法。     

基于任务复制的处理器预分配算法

基于任务复制的调度算法比无任务复制的调度算法具有较好的性能．文章在分析了基于任务复制的几个典型算法(如TDS，OSA等算法)及其假设条件后，提出了以使调度长度最短作为主要目标、减少处理机数目作为次要目标的处理器预分配算法PPA．该算法对任务计算时间与任务间通信时间未做任何限制(即不考虑任务粒度)．通过与相关工作的比较可以看出：PPA算法在调度长度与处理器使用数目上均优于其它算法或与其它算法相当，同时，该算法具有与TDS，OSA相同的时间复杂度．这对嵌入式实时分布系统具有重要的意义。     

异构分布式控制系统中实时任务的调度算法

分布式控制系统是一种应用极为广泛的异构分布式实时系统，系统中同时存在有多种实时任务，如何将这些任务分配到各个处理器上并保证它们的时限是系统关键技术之一．在结合启发式任务分配算法和单处理器任务调度算法的基础上，提出了一种分布式控制系统的调度算法．该算法考虑了各个处理器的负载均衡，同时又能满足所有任务的时限．仿真结果表明了算法的有效性．     

一个调度Fork-Join任务图的新算法

任务调度是影响工作站网络效率的关键因素之一.Fork-Join任务图可以代表很多并行结构,但其他已有调度Fork-Join任务图算法忽略了在非全互连工作站网络环境中通信之间不能并行执行的问题,有些效率高的算法又没有考虑节省处理器个数的问题.因此,专门针对该任务图,综合考虑调度长度、非并行通信和节省处理器个数问题,提出了一个基于任务复制的静态调度算法TSA_FJ.通过随机产生任务的执行时间和通信时间,生成了多个Fork-Join任务图,并且采用TSA_FJ算法和其他调度算法对生成的任务图进行调度.结果表明,     

基于动态关键任务的多处理器任务分配算法

多处理器调度问题是影响系统性能的关键问题,基于任务复制的调度算法是解决多处理器调度问题较为有效的方法.文中分析了几个典型的基于任务复制算法,提出了基于动态关键任务(DCT)的多处理器任务分配算法.DCT算法以克服贪心算法不足为要点,调度过程中动态计算任务时间参数,准确确定处理器的关键任务,以关键任务为核心优化调度,逐步改善调度结果,最终取得最优的调度结果.分析和实验证明,DCT算法优于现有其它同类算法.     

异构环境中Fork-Join任务图的调度算法

目前已有的Fork-Join任务图的调度算法大多假定处理机为同构的,而没有考虑实际应用中处理机的异构性以及节省处理机的问题,导致算法在具体应用中效率较低.因此,对Fork-Join任务图的调度问题进行研究,提出了一个基于异构环境的贪心调度算法,该算法具有高的加速比和总体效率,其时间复杂度为O(v~2),其中,v表示任务集中任务的个数.实验结果表明,相比其它算法,该算法具有较短的调度长度、较短的完成时间,使用的处理机数较少,具有更强的实用性.     

Task scheduling algorithm using minimized duplications in homogeneous systems

For fine grain task graphs, duplication-based scheduling algorithms are generally more efficient than list and cluster-based algorithms. However, most duplication-based heuristics try to duplicate all possible ancestor nodes of a given join node, in order to reduce the earliest start time (EST) of the join node, even though these ancestor nodes have already been allocated in previous steps. Thus, these duplication heuristics inevitably induce redundant duplications, which lead to the superfluous consumption of resources and generally deteriorate the scheduling result in the case of a bounded number of processors. When scheduling algorithms are used on an unbounded number of processors, the required number of processors grows excessively with the size of the task graph, thereby limiting the practicality of these algorithms for large task graphs. In this paper, we propose a novel algorithm designed to allocate join nodes without redundant duplications. In the proposed algorithm, if the ancestor nodes of a join node are duplicated when scheduling the join node, the original allocations of these ancestor nodes are removed using a very efficient method. The performance of the proposed algorithm, in terms of its normalized schedule length and efficiency, is compared with that of some of the recently proposed algorithms. The proposed algorithm generates better or comparable schedules with minimized duplication. Specifically, the simulation results show that it is most useful on a bounded number of processors.     

一个有效的Join任务图的调度算法

已有的Join任务图的调度算法大多不是基于通信竞争的环境而开发,且未考虑节省处理机的问题,使算法的应用效果不佳.因此,针对Join任务图,提出一个通信竞争环境的调度算法,该算法因串行通信边而改善其调度效率,时间复杂度为O(vlogv),其中,v为图中任务的个数.实验结果表明,与其他算法相比,该算法的调度长度较短且使用的...     

异构多核处理器的任务分配及能耗的研究*

异构多核处理器采用不同的任务分配与调度算法,会导致不同的时间消耗与能量消耗,采用合适的任务分配与调度算法能节省较多的能耗。目前普遍认为最有发展前途的任务分配与调度技术是先用启发式方法进行分组,然后再用遗传算法进行调度。在改进任务分组后,又首次提出了用遗传算法解决能耗问题。实验结果表明在实时要求不高的情况下,能以较小的时间代价来节省较多的能耗。