并行任务调度的近似算法

并行任务调度不论是从理论上还是应用上近年来都倍受关注。但是目前出现的大量算法很难应用于实际,基于此,论文探讨了典型的调度问题P3｜fix｜Cmax,这类问题是强NP-难的。论文在Goemans的研究基础上,给出了一个很简单的线性算法,构造出调度性能为9/8的半规则调度,改进了Goemans的7/6的结果。     

并行任务图的优化调度算法

科学与工程计算中的很多复杂应用问题需要使用科学工作流技术,超算领域中的科学工作流常以并行任务图建模,并行任务图的有效调度对应用的高效执行有重要意义。给出了资源限制条件下并行任务图的调度模型;针对Fork-Join类并行任务图给出了若干最优化调度结论;针对一般并行任务图提出了一种新的调度算法,该算法考虑了数据通信开销对资源分配和调度性能的影响,并对已有的CPA算法在特定情况下进行了改进。通过实验与常用的CPR和CPA算法做比较,验证了提出的新算法能够获得很好的调度效果。本文提出的调度算法和得到的最优调度结论对工作流应用系统的高性能调度功能开发具有借鉴意义。     

一种面向同构集群系统的并行任务节能调度优化方法

节能调度算法设计是高性能计算领域中的一个研究热点.复制调度算法能够减少后继任务等待延时,缩短任务总体调度时间,但是耗费了更多的能量.为此,作者提出一种启发式处理器合并优化方法 PRO.该方法按照任务最早开始时间和最早结束时间查找处理器时间空隙,将轻负载处理器上的任务重新分配到其它处理器上,从而减少使用的处理器数目,降低系统总体能耗.实验结果表明,和已有的复制任务调度算法TDS、EAD和PEBD相比,优化后的调度算法在不增加调度时间的条件下,能够明显减少使用的处理器数和系统总体能耗,从而更好地实现性能和能耗之间的平衡.     

改进遗传算法的并行任务调度

并行任务调度是一个NP完全问题,它关注资源的分配和并行任务调度,要求具有高性能的调度算法,且能求解出高质量的解。提出了一种基于改进遗传算法的并行任务调度算法,在算法初始化种群产生时引入任务向量矩阵来表示任务、资源以及调度的关系,并采用启发式方法得到初始化种群,提高种群质量;采用规则约束的交叉和变异操作,提高个体的质量;提出了加速进化策略,有效地避免了早熟。仿真实验结果表明,该改进算法能更有效地求解并行任务调度问题。     

应用团划分方法改进多处理机任务近似调度

研究多处理机任务调度模型P_m|fix,p_j=1|C_max,即在m个处理机系统中调度n个时间长度都为1的多处理机任务,每个任务指派到所需一组处理机上不可剥夺地执行。这类问题在网络并行计算、多播系统及工程规划等领域都有广泛的应用,但早已被证明为NP难问题,而且也不存在常数近似算法。基于团划分方法构造了该问题的多项式时间近似算法,通过模拟实验进行了验证,和最大宽度优先（LWF）算法相比,该算法花费时间较长,近似比性能要好。     

一种新主动式自调度集群系统

针对一种与传统不同的主动式自调度集群系统(ASACS),分析了其优点和不足.通过改进它的体系结构和调度框架,并提出了相应的实现方式,很好地解决了由于在ASACS中所有从客户端发向服务器的报文都要经过集中器转发而造成了集中器成为了整个集群系统的瓶颈问题,以及由于服务器单网卡的配置而造成的传输效率低的问题.     

单位处理时间的多处理机任务调度近似算法

研究多处理机任务调度模型P_m|fix,p_j=1|C_max,即在m个处理机系统中调度n个时间长度都为1的多处理机任务,每个任务指派到所需一组处理机上不可剥夺地执行。其更一般的问题是P_m|fix|C_max,在网络并行计算、多播系统及工程规划等领域都有广泛的应用。该问题早已证明为NP难问题,而且也不存在常数近似算法。基于部分调度和宽度优先原则构造了该问题的一个多项式时间近似算法,并从理论上证明了该算法在最坏情况下的近似比为2m+1,优于已有文献中2m的目前最好结果。     

并行任务可靠性约束下的资源最小化调度

可靠性是系统的一项重要质量指标,在安全关键的系统中极其重要.应用资源冗余的方式可以提高系统的可靠性,但会消耗更多的系统资源.研究了异构多处理器系统执行并行任务时最小化系统资源并保证可靠性的问题.首先以任务在各处理器上的平均最坏执行时间为参考,将系统可靠性目标转换为单个任务的可靠性目标,分别给出了非复制和复制情况下任务可靠性目标的计算方法;然后设计了一个可靠性约束下的资源最小化非复制算法,当给出的可靠性目标要求不高于系统可达到的最高可靠性时,该算法总能将任务分配到合适的处理器并使系统满足可靠性要求.由于非复制算法不能满足系统更高可靠性目标要求,最后设计了2个基于任务复制的算法.应用实际并行任务和随机生成的并行任务将提出的算法和MaxRe算法、RR算法以及MRCRG算法进行比较,实验结果表明：提出的算法在满足系统可靠性目标的同时消耗的资源更少.     

独立多处理机任务静态调度问题的近似算法

研究独立多处理机任务静态调度问题P_m|fix|C_max,即在m个处理机系统中调度n个多处理机任务,每个任务指派到所需一组处理机上不可剥夺地执行.该问题应用广泛但早已证明为NP难问题,而且也不存在常数近似算法.分析了问题P_m|fix|C_max和其中所有任务都是单位处理机时间的特殊情形P_m|fix,p=1|C_max的调度,并利用实例划分(split scheduling,简称SS)、首次满足优先(first fit,简称FF)和最大宽度优先(large wide first,简称LWF)等方法,构造了问题P_m|fix,p=1|C_max的√2m +1近似算法和问题P_m|fix|C_max的2√m 近似算法,优于目前已有文献的最好结果.     

基于CORBA的海量数据加载并行任务调度技术研究与实现

基于多集群的并行任务调度技术,简要描述在使用Oracle 10g进行海量数据加载中的并行任务调度问题,设计实现了一个基于CORBA的海量信息加载服务中的并行任务调度算法。通过测试结果表明,在适当的任务并行度的前提下,采取并行任务调度算法的加载服务的数据加载能力要优于传统的加载服务。     

任意处理时间的多处理机任务调度近似算法

研究多处理机任务调度模型P_mfixC_max,即在m个处理机系统中调度n个多处理机任务,每个任务指派到所需一组处理机上不可剥夺地执行。该问题应用广泛但早已证明为NP难问题,而且也不存在常数近似算法。在E.Bampis等人提出的Split-Round技术基础上,提出了该问题的一个改进的多项式时间近似算法,并从理论上证明了该算法在最坏情况下的近似比为2(2m)^-2,优于E.Bampis等人给出的3m^-2的结果。     

网络并行计算系统中基于多处理机任务的资源调度模型

简要描述了网络并行计算系统中任务调度问题和经典的多处理机任务调度研究现状,并将两者结合到一起建立网络并行计算系统中的新型调度模型,较详细地论述了多处理机任务的定义,然后还讨论了该模型求解的近似调度策略及其近似优化问题,给出了其特例Pm｜fix｜Cmax问题的最优调度的时间跨度下界。     

基于云计算Hadoop异构集群的并行作业调度算法

针对Hadoop异构集群中计算和数据资源的不一致分布所导致的调度性能较低的缺点,设计了一种基于Hadoop集群和改进Late算法的并行作业调度算法;首先,介绍了基于Hadoop框架和Map-Reduce模型的调度原理,然后,在经典的Late调度算法的基础上,对Map任务和Reduce任务的各阶段执行时间进度比例进行存储和更新,为了进一步地提高调度效率,将慢任务迁移到本地化节点或离数据资源较近的物理节点上,并给了基于改进Late算法的作业调度流程;为了验证文中方法,在Hadoop集群系统上测试,设定1个为Jobtracker主控节点和7个为TaskTracker节点,实验结果表明文中方法能实现异构集群的作业调度,且与其它方法比较,具有较低的预测误差和较高的调度效率。     

基于云计算的作业调度算法研究

通过对现有云计算进行系统的研究,设计出一套作业调试算法解决方案,实现云计算作业调试算法,并应用在云计算模型上,通过模拟平台进行实验分析,证明解决方案是可行的。     

网络并行环境下多处理机任务的调度

随着网络技术的不断发展，网络上可供共享的资源越来越丰富，集群技术的兴起更是扩展了并行计算的环境．这种环境下系统中很多任务依赖于多种资源(或多个处理机)，称这样的任务为多处理机任务．本文研究基于多处理机任务的调度模型Pm{fix}Cmax,当m≥3时，这类调度问题是强NP—难的，所以只能寻求有好的逼近性能的多项式时间近似算法．文中给出了当m＝4或5时线性时间的近似调度算法，优于目前已有的最好结果，最后我们还讨论了当k≥3时的一般调度问题．     

异构机群系统上带返回信息的可分负载多轮调度算法

针对处理机具有不同的计算速度、通信能力的异构机群计算环境,以及实际应用中许多问题的求解在处理完任务后向中心处理机节点返回处理结果信息的情形,通过允许计算和通信操作重叠执行,采取FIFO调度策略和多次并行分配计算任务的方法,提出一种带返回结果信息的调度轮数可变的可分负载多轮调度算法.实验结果表明,该算法对于处理具有返回结果信息的应用的调度性能优于UMR可分负载多轮调度算法,并且可以获得近似最优的调度轮数.     

一种适用于机群OpenMP系统的有效调度算法

OpenMP作为共享存储并行编程标准,以其良好的易用性、支持增量并行等特点成为并行程序设计的主流模型之一．OpenMP标准是针对UMA共享存储结构制定的,其循环调度机制只考虑了负载平衡而无须考虑数据分布．然而在机群OpenMP系统中,数据局部性是影响性能的关键因素．针对OpenMP标准中静态调度策略不适合机群计算的缺点,提出了一个充分体现拥有者计算原则的LBS调度算法,并通过扩展制导的方式在机群OpenMP系统（OpenMP/JIAJIA)上加以实现．测试结果表明,LBS算法对于机群OpenMP系统很有效．