基于桌面网格的自调度算法的研究及应用

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桌面网格是一种由桌面PC机组成的网格,具有结构更复杂、动态性更强等特点。充分利用桌面网格的空闲计算能力可以为大规模计算提供一种廉价和便捷的解决方案,其关键是如何把任务均衡地分配到各个节点上运行。而自调度技术则是解决这个问题的关键技术之一。自调度是一种动态、自适应的应用层分布式计算的调度模式,它把一个任务分解成多个子任务,然后把每个子任务分配到各个计算节点上并行运行。本文根据桌面网格动态性强、计算能力不稳定的特点,主要研究了如何利用和优化自调度技术,把任务合理地分配到各个计算节点上均衡运行,最终获得较优的并行性能。本文首先分析比较了现有自调度算法,指出现有算法应用在桌面网格环境中存在的问题。其次,把自调度技术引入桌面网格,并根据生产者一消费者原理实现数据传输和执行的并行,从而减少了计算节点的空等时间。然后,由于现有算法没有有效的考虑计算节点的性能并要确定一些参数,而桌面网格具有更强的动态性和异构性导致参数值难以确定,因此本文提出基于分块的混合型自调度算法CHSS(Chunk HybridSelf-Scheduling),该算法在整个调度过程中都根据计算节点的性能进行任务的动态分配,大大缩短了任务的完成时间。最后,引入预测机制,提出一种基于分块的任务执行时间的预测算法CTRP(Chunk-based Task Runtime Prediction),该算法能精确地预测计算节点上任务的执行时间,解决了执行过程中计算节点负载变化所导致的负载不平衡问题。本文在中文信息处理网格平台上进行了测试,结果表明,本文提出的CHSS算法和CTRP算法在桌面网格环境中均能取得比现有算法更佳的性能。
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