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《中南大学》 2003年
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网络并行计算环境中基于多处理机任务的调度研究

黄金贵  
【摘要】:网络计算技术与并行计算技术的高速发展,导致了网络并行计算系统的产生,并以其范围之广泛、性能之高超、造价之低廉等卓越特性迅速发展壮大起来。目前最为典型的实例有基于局域网的集群(Cluster)和基于广域网的网格(Grid),它们把分布在不同地理位置的计算资源包括CPU、存储器、数据库等,通过高速网络组成充分共享的资源集成,从而提供一种高性能计算、管理及服务的资源能力。网络并行计算(Network parallel computing,本文简称NPC)已成为并行计算领域的一个重要发展方向,随着NPC系统的应用和推广,人们不断增长的需求和异构环境的复杂性,为科研工作者提出了一系列新的挑战课题。 本文就NPC系统的任务调度策略与调度算法进行了较为深入的研究。首先介绍了NPC系统中的基于多处理机任务的调度模型,并在已有工作的基础上进行了探索和创新,并取得了一定的成果。具体内容体现在如下几个方面: (1)在全局调度上把NPC系统当成一个异构的多处理机系统来考虑。根据处理机本身的处理能力、处理机之间的通信能力及任务对处理机的不同需求,定义具有多模式的多处理机任务,从而建立NPC系统中的多处理机任务调度模型P_m|set|C_(max)。并从理论上探讨了该调度模型的近似优化问题的难度,在强NP-难的基础上证明了不存在一个多项式时间的常数近似比的调度算法。同时,通过对多处理机任务之间的并行关系的分析,得到了一般最优调度的下界。 (2)研究了3-处理机系统中的规则调度(Normal schedule),通过比较6个规则任务之间的时间长度关系,构造了一个最简单的调度算法,使得其调度时间跨度不超过最优调度的5/4倍,并通过一个实例说明该算法得到的是最优规则调度。然后在规则调度的基础上进行改进,利用拆分(Partition)和半规则调度(Semi-normal schedule)方法,将3-处理机系统中由Goemans'保持了数年之久的 世界最好结果7/6改进到了9/8。 (3)研究了4一处理机系统中的规则调度。在组调度(GrouP 及人召d公le)的基础上,改善各处理机的间隙搭配方式,并引入部分调 度(尸‘尹tial:ched公le)以便充分利用间隙,构造了一系列线性算法。 先后得到了近似比为2、5/3、3/2直至4/3的近似调度,而且4/3是 规则调度中最优的,这些结果都经过了严格的证明。 (4)研究了多处理机(妻5)的刀尸C系统中的基于多处理机任 务的调度问题。首次改进表调度算法并给出了简单可行的处理机指 派方法和3种O(矛)时间的调度算法:最大长度优先调度忆五尸)方 法、最大宽度优先调度(L环华,)方法和最大面积优先调度(LAF)方 法,并通过实验模拟,验证了它们的算法效率和近似调度性能,分 析了这些算法的优势和不足。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TP393

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王先超;三值光学计算机监控系统之任务管理及其理论研究[D];上海大学;2011年
2 孔晓红;网络计算环境中基于智能算法的任务调度研究[D];江南大学;2007年
3 赵春宇;高性能并行GIS中矢量空间数据存取与处理关键技术研究[D];武汉大学;2006年
4 苏丹阳;基于物理概念的水文模型InHM机群并行计算研究[D];浙江大学;2012年
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1 李艳生;分布式并行计算智能调度策略的研究与实现[D];湖北师范学院;2011年
2 李显宁;异构机群系统的可分负载调度算法研究[D];广西大学;2007年
3 邓景文;集群系统下面向用户的作业公平调度算法[D];北京邮电大学;2008年
【参考文献】
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 秦宇强;冯秀芳;余雪丽;;网格计算中保证QoS的Agent技术[A];全国ISNBM学术交流会暨电脑开发与应用创刊20周年庆祝大会论文集[C];2005年
9 郑凯;余雪丽;王莉;;基于Agent的网格服务信息管理[A];全国ISNBM学术交流会暨电脑开发与应用创刊20周年庆祝大会论文集[C];2005年
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6 龙柏;并行计算平台上的数据索引技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
7 方维;面向数据通信优化的并行程序执行模型[D];中国科学技术大学;2011年
8 王先超;三值光学计算机监控系统之任务管理及其理论研究[D];上海大学;2011年
9 罗永红;无缝运输信息网格的若干关键技术研究[D];中南大学;2011年
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10 康件丽;网格服务质量评价与服务组合的研究[D];河南理工大学;2010年
【同被引文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
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2 王结臣;王豹;胡玮;张辉;;并行空间分析算法研究进展及评述[J];地理与地理信息科学;2011年06期
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2 刘阿亭;基于Silververlight的3D数字地球模型构建关键技术及应用研究[D];江西理工大学;2011年
3 李艳生;分布式并行计算智能调度策略的研究与实现[D];湖北师范学院;2011年
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