随着物联网时代的来临,海量终端设备的接入给传统云计算带来了高延迟、网络拥塞等问题。思科于2012年提出的雾计算能够有效解决此类问题,但是雾计算环境中各类复杂的计算资源对工作流任务执行的卸载与调度方案提出了更高的要求,不合适的任务卸载与调度方案会造成终端设备能耗较高、响应延迟较高以及用户的服务质量无法保证等问题。另外,在现实中各类工作流计算任务之间存在依赖关系,目前各类针对雾计算环境中的研究通常忽略了工作流任务依赖关系。因此,如何在考虑任务间依赖关系的同时,对雾计算环境中各类任务的卸载与调度方案进行合理优化,以便充分降低终端设备的能耗是一项值得研究的问题。最后,为了验证解决方案的有效性,需要一种雾计算环境中的工作流系统仿真实验平台进行验证,但目前暂无此类仿真平台可供使用。雾计算环境中的工作流系统仿真实验平台的缺乏会严重影响该环境中工作流任务管理研究实验结果的可信度与有效性。因此如何设计与开发一种雾计算环境中的工作流系统仿真实验平台是另一项值得研究的问题。针对上述问题,本文做了以下两个方面的研究工作。一方面,本文研究如何在雾计算环境中对各类工作流任务的卸载与调度方案进行合理优化,以便充分降低终端设备能耗。首先给出示例以说明工作流任务间依赖关系对雾计算环境中任务管理的重要性,然后根据依赖关系建立了任务依赖图模型、能耗模型、能耗传递模型,最后提出基于图的能耗优化雾工作流任务管理策略(Fog Workflow Task Management Strategy,FWTMS)。另一方面,本文研究如何设计与开发雾计算环境中的工作流系统仿真实验平台。首先根据前期充分的调研工作做出了需求分析,然后在工作流系统的基础上设计了雾工作流仿真系统FogWorkflowSim的结构。该系统不仅实现仿真雾计算环境和工作流环境,也在任务管理模块中集成了任务卸载和任务调度模块,并且在评价指标模块中内置三种常见的任务管理评价指标。本文面向雾计算环境中工作流任务的卸载与调度问题,提出了基于图的能耗优化任务管理策略FWTMS,又从仿真实验验证上解决了缺乏雾计算环境中的工作流仿真系统问题,首次设计并实现了雾计算环境中的工作流系统仿真实验平台FogWorkflowSim。该论文为雾工作流系统的任务管理研究提供了思路和算法仿真验证工具。