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《西北工业大学》 2003年
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基于作业流的作业管理系统的研究与实现

刘扬  
【摘要】: 作业管理的概念非常重要,目的在于强化操作系统的批处理功能,提供对作业的提交、调度、执行及控制等机制,从而能够更加有效地利用系统资源、平衡网络负载,提高系统的整体性能。作者于2000年11月进入西北工业大学软件工程中心,参与了一个国际间的合作项目——作业管理系统服务器端系统软件的设计与开发,在两年多的实践基础上,作者对作业管理系统的框架体系结构和实现方法有了一个比较深入的理解和认识。作者认为传统的作业管理系统都是以作业作为基本的管理和调度单位,而在实际应用中,对作业流的管理和调度却显得更为重要,针对这种状况,作者从作业流的观点出发,对传统的作业管理系统进行了功能扩展,提出了基于作业流的作业管理系统,并对该系统的体系结构和实现方法进行了详细地研究与分析,本文就反映了作者自2000年以来的主要研究成果。 基于作业流的作业管理系统具有典型的客户/服务器模型结构,由客户、通讯代理Agent、服务器三层体系结构实现。客户端提供完全的GUI用户界面,完成用户对作业流的管理及对系统的管理功能;通讯代理采用TCP/IP网络通信协议以及与平台无关的数据通讯协议来实现客户与服务器之间的完全通讯;服务器端提供对作业流的全面支持,上层由作业流定义子系统和作业流引擎负责完成对作业流的定义与执行,底层使用网络队列系统(NQS)来实现对作业的调度与执行,使用户能够最大限度地利用计算机网络系统中的各种资源,以提高执行效率、降低作业成本。 作业流是对作业概念的扩展,是将相互关联的作业按照一定的依赖关系组织而成的一个作业执行序列,是实现作业执行流程自动化的一种很好的解决方案。作业流描述语言用于对各种类型作业以及作业之间的依赖关系进行描述,将描述的作业流形成作业网络提交到系统,由服务器完成对它的解释、执行与控制。 本文主要介绍了基于作业流的作业管理系统的设计及实现的关键技术,并重点对作业流的定义方法、作业流的控制与执行方面做了深入研究。主要的研究工作及成果有: ● 对作业管理系统的体系结构进行了全面分析,对结构的各个框架构成部分进行了详细的功能描述。并且从作业流的观点,提出了作业管理系统服务器的三层体系模型。 西北仁业大学硕士学位论文 在作业流的同步执行模型中,提出并实现了“送信作业”和“收信作 业”两种新型作业,能够完成异机、以及异构平台的作业流之间的同 步执行关系。 针对目前作业流描述过程中存在的问题,提出了一种新的语言—作 业流描述语言。该语言具有平台无关的特性,能够描述复杂的作业流。 根据作业流的DAG模型,提出了一个基于作业网络的静态调度算法, 该算法是对动态负载平衡算法的扩展,用于作业网络的静态负载平衡。 对请求在队列中的状态迁移进行了深入分析,勾画了请求在管道队列 以及批处理队列中的状态迁移模式。
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