并行作业调度系统的设计与实现

在并行计算的作业调度过程中，涉及到调度系统两个方面的内容：调度策略和调度算法。文章讨论了调度策略的设计和调度算法的选择．并通过一个实际的并行处理系统加以说明。它使调度系统更好地满足了并行处理系统作业调度的需要，提高了系统资源的利用率。     

一种两级分布调度算法

针对传统分布式调度算法研究中将调度策略与机制相分离的不足，本文提出了两级分布调度算法，它能较好地结合两种调度机制（远程执行与进程迁移），提高了系统的性能。     

基于异构分布式系统的实时容错调度算法

目前文献中研究的实时容错调度算法都是基于同构分布式系统，系统中的所有处理机完全相同。该文首先建立了一个基于异构分布式系统实时容错调度模型，异构分布式系统中的各个处理机均不相同。基于该异构分布式系统模型，该文引入了可靠性代价（reliability cost）概念，并提出两种静态实时容错调度算法（RTFTNO和RTFTRC）用于调度周期性实时容错任务。算法RTFTRC在调度任务时，尽量使系统的可靠性代价最小；而算法RTFTNO在调度实时任务时，没有考虑系统的可靠性代价。该文详细讨论了两种调度算法的性能。性能模拟实验分别比较了两个算法的可靠性代价，超时比率和可调度性；并研究了任务的计算时间与可靠性代价的关系以及调度长度阈值与最小处理机个数的关系。实验结果表明，算法RTFTRC的性能优于算法RTFTNO。     

现场级硬实时网络在线调度

通过对主要周期和非周期硬实时调度算法的深入研究，提出了一种可用于调度链路数据包的在线硬实时调度系统(ARTCS)。该调度器基于单调比率调度算法：RM、风车调度算法Sr和轮询服务器调度算法，能快速判定可调度性，进而自动生成总线表，使调度算法将数据包作为周期数据包进行调度。ARTCS简单、易用，有效地利用了总线带宽。顺序执行总线表，不仅能保证硬实时的性能，而且避免了消息传输中的中断和阻塞，因而较好地满足了现场总线领域中硬实时通信系统的要求。     

多机相关任务的改进型分枝定界调度算法

本文提出一种多处理机系统中相关任务的最佳调度算法,即改进型的分枝定界调度算法.算法所采用的最高位级优先的估时策略,大大减少了分枝定界算法的试探次数.此算法在任务系统(T,<)的前趋图G为任意结构、各任务的执行时间{τ_i}为任意位、处理机数m≥2时,都能够产生最佳调度.文中给出了算法的实现,并进行了调度实验研究.     

网络集群计算系统中的并行任务调度

基于多处理机并行任务调度模型，探讨网络集群计算系统中的并行任务调度问题，首先证明了一般网络集群计算系统中调度算法的可近似性难度，然后提出了三种不同的启发式算法：最大长度优先调度算法、最大宽度优先调度算法和最大面积优先调度算法；然后根据大量的模拟实验对这些算法以及文献中已提出的调度算法进行了比较分析，结果表明该文的启发式算法比文献中的算法在性能上效果更好。     

一种基于梯形自调度技术的集群任务调度的实现

通过比较目前几种集群任务调度算法，选择基于集中队列的动态调度算法——梯形自调度算法（TSS），实现了一个基于集群的任务调度系统GTS。GTS是一个用户级的任务调度系统，它建立于Linux之上，主要负责对用户任务的调度。通过测试，GTS系统可以胜任集群工作站中的任务调度并在结点数较多的情况下大幅度提高应用问题的性能。     

基于优先级的抢占式并行调度算法设计与分析

并行作业调度系统负责对高性能计算系统中作业队列的管理。其核心功能是在每次调度发生时，选择下一个被执行的作业。最简单的调度算法是先来先服务（FCFS）。但这种方法的缺点是资源利用率很低。解决这个问题，目前常用的算法有EASY Backfilling。但EASY算法也存在两个缺陷：要求用户估计作业运行时间和偏爱小作业。针对这两个问题，本文设计了一种新的调度方法：基于优先级的抢占式并行调度（Priority-based Preemptive Scheduling），并实现了两种算法的模拟系统，从性能和公平性两个角度对PPS算法和EASY算法进行了比较分析，表明了PPS算法的有效性。     

先来先服务与短作业优先调度算法的比较

为了打破处理机等资源限制,通过不同的调度算法,按照一定规律,允许不同的进程占用处理机,分配资源。依据系统资源分配策略分配资源的算法是调度算法。调度算法也可用于进程调度和作业调度。当系统性能和系统目标不同时,要选择不同的调度算法。基于此,针对调度算法中最简单的两种算法——先来先服务调度算法和短作业优先调度算法,分别介绍并比较。     

一种新的操作调度算法

操作调度是高级综合中的主要任务。本文对当前大多数高级综合系统所采用的调度算法进行分析之后，针对它们的全局性差，计算复杂度大的不足之处，提出了一种新的操作调度算法，经实验证明，该算法具有高效，复杂度低的特点，并且能够产生全局优化解，当用在高级综合系统中时，能极大地提高所产生的设计的质量。     

A survey of dynamic scheduling in manufacturing systems

In most real-world environments, scheduling is an ongoing reactive process where the presence of a variety of unexpected disruptions is usually inevitable, and continually forces reconsideration and revision of pre-established schedules. Many of the approaches developed to solve the problem of static scheduling are often impractical in real-world environments, and the near-optimal schedules with respect to the estimated data may become obsolete when they are released to the shop floor. This paper outlines the limitations of the static approaches to scheduling in the presence of real-time information and presents a number of issues that have come up in recent years on dynamic scheduling. The paper defines the problem of dynamic scheduling and provides a review of the state-of-the-art of currently developing research on dynamic scheduling. The principles of several dynamic scheduling techniques, namely, heuristics, meta-heuristics, multi-agent systems, and other artificial intelligence techniques are described in detail, followed by a discussion and comparison of their potential.     

一种针对线性循环结构的非线性静态调度策略

现有OpenMP调度策略通常采用动态策略处理程序中的线性循环结构,存在负载不均衡和调度开销大的问题。提出一种针对线性递增或线性递减循环结构的非线性静态调度策略Nonlinear_static。将线性循环负载均匀变化参数与总负载、负载峰值、线程数相结合构建调度模型,计算循环迭代在线程上的映射,使迭代块大小呈非线性递增或递减趋势。将线性循环的负载平均地分配在每个线程上,并在开源OMPi编译器中进行编码。在Adjoint Convolution、Compute Pots、Matrix Multiplication、Mandelbrot Set应用程序上进行多线程调度,实验结果表明,相比静态调度、动态调度、指导调度等策略,Nonlinear_static调度策略在处理线性循环结构时执行时间缩短了5%~10%,且具有无调度开销的优点。     

网络管理中多agent的半在线调度算法

多agent调度算法在基于多agent的网络管理中对任务执行效率起着至关重要的作用.现有的多agent调度算法由于缺乏考虑任务间的依赖关系,使得面对复杂任务系统时会产生大量的网络负载和等待时间.为此,在建立一个适合网络管理任务特点的多agent调度框架的基础上,提出了一种基于任务依赖关系的多agent半在线调度算法.理论分析和测试结果表明,这种半在线调度算法优于已有的全在线调度算法,其性能更接近离线最优调度算法,从而为网络管理任务中多agent的动态调度提供了一种新的途径.     

Web集群服务器的分离式调度策略

主要用排队论方法讨论了Web集群整体性能与请求调度策略之间的关系，所获得的结论是：在Web集群非过载情况下，一部分后端服务器仅处理静态请求而另一部分后端服务器仅处理动态请求的分离式调度策略要好于所有后端服务器既处理静态请求又处理动态请求的混合式调度策略。用SPECweb99测试工具所做的实际测试更进一步证明：当负载参数为120个连接时，采用分离式调度策略的Web集群服务器可完成63个连接，而采用混合式调度策略的Web集群服务器仅能完成36个连接，性能提高了22.5%。     

视频服务器中多网络I/O的调度与接纳控制

在视频服务器中,由于网络I/O带宽比磁盘I/O带宽相对丰富而未得到研究者的重视,但当服务达到一定的规模、网络输出成为瓶颈时,在多网络I/O情况下,网络输出的量化计算则不可避免.着重探讨了视频服务器在多网络I/O并行输出的情况下,如何进行最大输出调度的问题,给出了3个调度算法及相应的接纳计算公式,特别是一个带缓冲的优化调度模型.实验结果显示,调度模型及规划性能是优越而有效的.该项工作对视频服务器的调度设计、资源的有效配置具有指导作用.     

容错优先级可提升的抢占阈值容错调度算法

基于软件容错模型,提出了允许容错优先级提升的抢占阈值容错调度算法(extended fault-tolerantfixed-priority with preemption threshold,简称FT-FPPT*).该算法能够在抢占式容错调度算法(fault-tolerantfixed-priority preemptive,简称FT-FPP)和抢占阈值容错调度算法(fault-tolerant fixed-priority with preemptionthreshold,简称FT-FPPT)无法提高系统容错能力的情况下,进一步提高系统的容错能力.为了获得系统中任务优先级分配的最佳策略,基于任务最坏响应时间的可调度性分析,提出了一种最优的优先级配置搜索算法(priorityassignment search algorithm,简称PASA).经过深入分析和实验证明,与FT-FPPT算法相比,FT-FPPT*算法能够有效地提高硬实时系统的容错能力.     

装备维修任务调度理论与策略研究现状综述

在明确装备维修任务调度需求及意义的基础上,分析了装备维修任务调度理论及策略的研究现状。在维修任务调度理论方面,根据调度的特点对抢占调度与非抢占调度、静态调度与动态调度进行了阐述;在维修任务调度策略方面,根据调度目标及调度特点对时钟驱动调度策略、优先级调度策略以及其他调度策略进行了阐述。在分析研究现状的基础上,提出应对装备维修任务抢占调度及混合调度策略等方面加强研究。     

基于同构多核处理器的任务调度

随着现代应用对计算机性能要求的提高,计算机主频不断提升。由于功耗和半导体工艺的限制,仅靠提高单核主频难以继续维持“摩尔定律”,同构多核处理器（Homogeneous Multi-core）应运而生。在同构多核处理器的支持下,一个芯片汇集多个地位对等、结构相同的通用处理器核,以最小的代价满足了提高系统性能、负载均衡、处理器容错的需要。并行体系结构需要结合与之适应的软件实现性能效益的倍增。本文从操作系统层面,针对处理器结构的变化,研究并实现多核任务调度。系统采用混合调度策略,簇间独立调度,簇内统一调度。从调度模式、调度算法、分配算法、调度时机等方面详细分析了多核调度的原理和实现机制。最后通过模拟实验证明功能正确性及算法可调度性。     

一个基于全局竞标机制的网格调度系统

通过对性能驱动型网格调度系统的分析,指出了其不足之处,继而提出并实现了全局调度和本地调度相结合的基于全局竞标机制的网格调度系统.实验证明,该系统能够在用户指定的时间约束内完成作业,并获得较优的执行代价,降低作业的运行成本.     

基于Hadoop的车辆调度算法优化及应用

随着互联网技术的快速发展,各行各业所产生的信息数据也在以指数级的速度增长.传统的车辆调度算法已经不能够很好地解决车辆调度问题中出现的实时性,大规模等问题.因此,本文构建了一种基于Hadoop的动态车辆调度并行智能优化算法.该算法以传统遗传算法为基础,通过改善遗传算法全局优化能力弱和收敛于局部次优解的问题,并利用Hadoop平台的并行计算机制对传统遗传算法进行改进,使其能够有效应对大规模、快速响应的车辆调度.数值计算结果表明：基于Hadoop的车辆调度算法能够有效提升传统调度算法的优化性能,在处理大规模车辆调度问题时具有良好的加速比.