基于禁忌搜索的多处理器任务调度算法

为合理利用多处理器资源,对任务调度算法进行研究,针对现有任务调度算法在任务规模较大的情况下全局寻优能力方面的不足,提出基于禁忌搜索的多处理器任务调度算法。对任务图不设任何约束条件,利用基于任务复制的TDS算法产生高质量的初始调度以降低算法复杂度,利用禁忌搜索算法全局寻优得到最优调度。实验结果表明,该算法可以有效降低任务调度长度,减少所需处理器数目。     

调度Fork-Join任务图的贪心算法

任务调度算法的目标是把组成并行程序的一组任务分配到多个处理器以使得程序的完成时间最短,这是一个NP完全问题.虽然许多算法在任务满足某些条件时能产生最优调度,但大多都忽略了节省处理器个数和最小化程序总的完成时间等问题.Fork-Join结构是一种并行处理的基本结构.因此,专门针对Fork-Join任务图,提出了一个能产生最优调度的新的贪心调度算法,该算法具有高的加速比和总体效率,时间复杂度为O(v2),其中,v表示任务集中任务的个数.实验结果表明,相比其它算法,该算法具有较短的调度长度、较短的完成时间,使用的处理器数较少.     

基于任务复制的处理器预分配算法

基于任务复制的调度算法比无任务复制的调度算法具有较好的性能．文章在分析了基于任务复制的几个典型算法(如TDS，OSA等算法)及其假设条件后，提出了以使调度长度最短作为主要目标、减少处理机数目作为次要目标的处理器预分配算法PPA．该算法对任务计算时间与任务间通信时间未做任何限制(即不考虑任务粒度)．通过与相关工作的比较可以看出：PPA算法在调度长度与处理器使用数目上均优于其它算法或与其它算法相当，同时，该算法具有与TDS，OSA相同的时间复杂度．这对嵌入式实时分布系统具有重要的意义。     

实时分布系统中Out-Tree任务的调度与检查点策略

针对实时分布系统中的Out-Tree任务，提出了一种启发式的调度算（HSA-OT），并开发了一种多处理机上的最优检查点策略。该调度算法能够保证任务的调度长度最小，所需处理器数目尽量少，没有处理机间通信开销。该检查点策略没有检查点全局一致性开销，可保证各处理机的失效率最低。     

一个新的相关任务调度算法

现已有许多调度算法在某些特定条件下能产生最优调度。Darbha和Agrawal提出的TDS算法能产生最优调度，其最优条件比较苛刻，实用性不强。Park和Choe提出一种扩展调度算法（Extended TDS），虽然其最优条件比TDS算法的约束条件宽松些，但在任务数较多时难以满足，并且形式过于复杂。因此，本文提出一种能产生最优调度的新算法，该算法既考虑合并其它父任务以减少通讯时间，同时尽可能少地合并其它任务，从而尽量减小任务的启动时间。该算法不仅最优条件简单、宽松，而且具有与TDS算法相同的时间复杂度O（v^2）。     

一种基于分簇复制的DAG任务图调度算法

并行任务调度是影响机群计算效率的关键因素之一，机群环境DAG(Directed Acyclic Graph)任务图调度是一个NP完全问题，只能寻求启发式算法。已有的研究中，图解重构算法在允许任务复制的条件下，通过对DAG图递归分解与子图重构，初步实现了一个可行的调度方案。该文在此基础上，提出了以调度长度增量为依据的任务复制策略，利用该策略调整受制约节点的同簇前驱，解决了任务簇间的时间制约问题，缩短了调度长度；通过合理地选择任务簇进行合并，增大任务簇的粒度，提高了处理器的利用率。提出的以任务簇扩展-合并为特征、以分簇复制为手段的DAG图调度算法，改进和拓展了图解重构方法。实例分析表明本算法复杂度与TDS (Task Duplication Scheduling)相同，但性能更优。     

一种基于多处理器任务复制的分簇调度算法

任务调度的优劣是决定并行分布式计算机系统性能好坏的重要因素之一。为优化任务调度,基于一些典型算法(如LG、PPA算法等),提出了一种新的任务调度算法。该算法一方面复制满足条件的前驱任务来缩短调度长度;另一方面合理地复制其他前驱任务和合并冗余簇来减少所需处理器的数目。实验表明,该算法在调度长度和所需处理器的数目上优于以上典型算法,并具有更小的时间复杂度,对并行计算机系统性能的提升具有一定的意义。     

一个调度Fork-Join任务图的最优算法

Fork-Join任务图是一种并行处理的基本结构.虽然许多算法在任务满足某些条件时能产生最优调度,但往往没有考虑节省处理器个数和减少任务集的总完成时间,从而降低算法的加速比和效率.因此,提出一种基于任务复制的平衡调度算法,其时间复杂度为O(vq+vlogv),v和q分别表示任务集中任务的个数和使用的处理器个数.通过分析已用处理器的负载和空闲时间段,把任务尽量分配到已用的处理器上以均衡负载,从而提高其利用率.实验结果表明,该算法的加速比和总体效率优于其他算法.因此,该算法对于高性能应用程序的调度是一个较好的选择.     

LSA_IT:一种In-Tree任务图的分层调度算法

In-Tree任务图可用来求解归并排序、求和等分治问题的并行。针对该类任务图,提出了一种分层调度算法——LSA_IT。它对任务图逐层调度。调度中,根据优先级,保证任务的最优前驱被优先调度,并在不影响调度长度的同时,将任务尽可能地调度到其已调度兄弟所在处理器上。实验表明,与TDS、DCP、MCP算法相比,LSA_IT的调度性能最优。     

云计算环境下基于路径优先级的任务调度算法

为了最小化云计算系统的任务调度长度,结合表启发式调度技术和任务复制的思想提出基于路径优先权的任务调度算法.采用一种新方法计算DAG图中任务节点及边的权值,从最高优先权的路径开始依次选择任务进行调度,并通过有选择性地复制任务节点的父任务来减少任务间信息传送的时间花费,最后将任务安排到使其执行完成时间最早的虚拟机上.通过随机产生的DAG图与HEFT算法进行对比分析,实验结果表明了该算法能获得较短的调度长度.     

基于动态关键任务的多处理器任务分配算法

多处理器调度问题是影响系统性能的关键问题,基于任务复制的调度算法是解决多处理器调度问题较为有效的方法.文中分析了几个典型的基于任务复制算法,提出了基于动态关键任务(DCT)的多处理器任务分配算法.DCT算法以克服贪心算法不足为要点,调度过程中动态计算任务时间参数,准确确定处理器的关键任务,以关键任务为核心优化调度,逐步改善调度结果,最终取得最优的调度结果.分析和实验证明,DCT算法优于现有其它同类算法.     

TSA—OT：一个调度Out—Tree任务科的算法

对于把一个任务群调度到多个处理器的问题,人们往往只注重找到一个调度路径最短的算法,却忽略了要节省处理器。收于Out-Tree任务图代表分治算法的一大类问题,因此,文中专门针对该任务图,给出了一个基于任务复制的算法TSA－OT。它首先分配关键路径上的任务结点,然后在不改变调度长度的情况下,把非关键路径上的结点尽可能分配到已用的处理器上。并且,该算法将Out-Tree任务图中的所有通信都化为零。TSA－OT算法与近几年所提出的TDS,CPFD,DCP算法之间的比较表明,TSA－OT算法不仅调度长度最短,而且采用了更少或相当个数的处理器。     

基于多核处理器的关联任务并行感知调度算法

关联任务在多核处理器上并行调度所产生的通信时延,会对任务调度长度和处理器利用率造成负面影响,为了改善多核系统对关联任务的处理性能,针对关联任务在多核处理器上的调度特点,提出一种并行感知调度算法。计算各任务与终点间的最长路径值,按照该值的降序来分配任务调度次序,在分配处理器内核时兼顾关联度和任务最早可执行时间,设置最佳匹配评价函数。实验结果表明,与busHEFT和DTSV算法相比,该算法具有更短的任务调度时延、更少的通信量以及更高的处理器利用率。     

A scalable scheduling scheme for functional parallelism ondistributed memory multiprocessor systems

We attempt a new variant of the scheduling problem by investigating the scalability of the schedule length with the required number of processors, by performing scheduling partially at compile time and partially at run time. Assuming infinite number of processors, the compile time schedule is found using a new concept of the threshold of a task that quantifies a trade-off between the schedule-length and the degree of parallelism. The schedule is found to minimize either the schedule length or the number of required processors and it satisfies: A feasibility condition which guarantees that the schedule delay of a task from its earliest start time is below the threshold, and an optimality condition which uses a merit function to decide the best task-processor match for a set of tasks competing for a given processor. At run time, the tasks are merged producing a schedule for a smaller number of available processors. This allows the program to be scaled down to the processors actually available at run time. Usefulness of this scheduling heuristic has been demonstrated by incorporating the scheduler in the compiler backend for targeting Sisal (Streams and Iterations in a Single Assignment Language) on iPSC/860     

一种调度In-Tree任务图的算法

In-Tree任务图可用来表示归并、求和等分治算法的很多问题,该文针对这种任务图提出一种分层调度算法,利用队列存放被调度的任务,在同层任务调度中,优先把前驱不为空的任务调度到其一个前驱处理器上执行,只有前驱为空的任务才考虑是否分配新的处理器。实验表明,与以前的算法相比,该算法在调度长度相当的情况下,使用了更少的处理器。     

嵌入式并行系统中基于任务优化的调度算法

在嵌入式并行计算系统中,任务调度是决定系统性能的关键。多任务调度中,启发式调度法是一种设计简单且性能良好的调度方法。目前的调度算法大多是基于任务复制的,没有充分考虑前驱任务与其后继任务间的相关性。该文提出了一种基于相关任务优化(DTO)的调度算法,通过分析已用处理机的负载和空闲时间,尽量减少系统的调度长度和处理机数目。算法分析结果表明,DTO算法在性能上优于其他算法,对嵌入式并行计算系统中的多任务调度是一个较好的选择。     

分布式系统下的启发式任务调度算法

为了提升异构分布式环境下处理具有依赖关系的任务的性能,提出一种基于关键任务和处理器选择参数的启发式任务调度算法（HCNPSV）。该算法结合表调度和任务复制调度的思想,改进了关键任务的计算方法,并按照是否为关键任务、上行权重值递减、关联任务数递增的顺序获得调度序列,资源选择阶段综合考虑了任务的最早完成时间和到出口节点的最短距离,最后将任务调度到处理器选择参数最小的资源上执行。实验结果表明,HCNPSV有效地提高了系统的调度性能。     

一种改进的基于任务复制的多核调度算法

在多核系统中,任务调度是决定系统性能的关键因素之一。为优化任务调度,基于一些典型的任务调度算法（如PPA,徐成提出的算法等）,提出了一种新的任务调度算法。该算法一方面合理确定前驱任务复制的先后顺序,而且进行两个阶段的复制,从而可以复制更多的前驱任务以减少调度长度和处理器上空余时间;另一方面,通过去除不影响任务系统调度长度的冗余簇,然后进行簇之间的合并,以减少处理机的数目和调度长度。实验表明,改进后的算法在任务调度的性能上优于典型算法。