一个调度Fork-Join任务图的新算法

对基于总线的机群系统,本文提出了一种基于任务复制的调度Fork-Join任务图的新算法。该算法通过任务集划分计算调度长度,并在不增加调度长度的同时将任务尽可能调度在已用处理器上,节省处理器数。新算法的时间复杂度高于现有算法,但其调度性能最优。     

基于任务复制与冗余消除的多核调度算法

在分布式计算中常把任务之间的协同和通信关系转换为任务图模型,而任务调度是决定分布式计算性能的关键因素之一。为解决OSA、TDCS、RECS等传统经典算法处理器个数消耗多且存在大量冗余任务等问题,提出一种改进的任务图调度算法。该算法基于贪心策略复制任务的前驱以及前驱的前驱,减少调度长度和处理器空闲时间,并在不增加调度长度的前提下,通过合并簇及减少冗余任务降低处理器个数和处理器的负载。实验结果表明,该算法在处理器个数、加速比以及冗余任务比率上都有一定程度的优化,能提升分布式计算性能。     

Linux温度感知的调度器研究与实现

针对处理器的温度管理问题,在操作系统层次上提出一种轮转调度算法,改进基于门限温度的调度算法,并在Linux内核中实现了这两个算法。将SPEC2K进行分类并组合成不同冷热特性的负载,在Intel双核处理器下进行了测试。表明Linux基准调度程序在调度方面缺乏有效的温度管理。基于门限温度的调度算法把热的任务迁移到冷的处理器上,缓解了处理器的温度过高问题。轮转调度算法有规律地让任务在双核上执行相等的时问,更好地平衡了处理器的温度,并且系统的吞吐量不受影响。     

基于杂交遗传算法的多处理器硬实时容错调度算法

传统的硬实时容错调度算法获得了较好的容错性能,但其任务拒绝率、处理器分配偏差比例以及最早完成时间等性能参数不佳,对此提出一种基于杂交遗传算法的优化方案,并对传统的硬实时容错算法进行优化。采用了中心型调度模型,并采用了任务备份方案来实现容错能力。将任务拒绝率、处理器分配偏差比例以及最早完成时间三个优化参数作为遗传算法适应度目标函数的三个带权分量,对其进行优化,通过遗传算法的杂交与迭代计算获得了优化的结果。最终使用不同的任务数量与处理器数量的组合对本算法与传统算法进行对比试验,结果可看出本算法的3个优化参数明显优于传统算法,且总适应度值亦比传统算法有明显改进。     

一种基于调度簇树的周期性分布实时任务调度算法

本文针对现有的基于任务复制的静态调度算法在调度周期性分布实时任务时存在的缺点,提出了一种称之为调度簇树（SCT）的新的结构并研究了其特性,在此基础上给出了一种基于SCT树的周期性分布实时任务调度算法（SAS）。通过与OSA算法进行比较的实验结果表明,SAS算法可实现调度长度向上最接近分布实时任务周期,最大程度减少所需顸留处理器数目,大大提高分布实时系统的处理器利用率,同时并不增加调度算法的复杂度。     

基于时间帧的处理器PFair调度改进算法

为了解决PFair算法进行交互任务调度时,由于忽略了不同阶段的周期性任务而导致多个线程之间任务的迁移问题以及空间和时间的浪费问题,提出了基于时间帧的处理器PFair调度改进算法。该算法基于周期性任务系统的特点,引入时间帧控制和改变本地周期性任务调度来限制任务迁移,从而实现对PFair算法的改进。为了评估算法的迁移开销和公平性,通过实验对普通PFair算法及本文所提出的改进算法ERfair进行对比实验,结果表明,改进算法ERfair能够通过时间帧内调度和分区控制大大降低任务在不同处理器间的迁移次数。基于时间帧的处理器PFair调度改进算法在保证公平性的同时,提高了系统的效率,应用于多核处理器上的任务调度是可行的、有效的。     

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。     

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.     

分布式控制系统中多种混合任务的容错调度

分布式控制系统中存在有强实时、软实时和非实时等多种实时性的任务,其中强实时任务必须在其时限前完成,否则会出现灾难性后果,因此必须为分布式控制系统提供一定的容错能力。首先给出了用于调度多种实时性任务的单处理器调度算法——双优先级队列调度算法,并分析算法的可调度性条件。针对分布式控制系统,考虑基版本与副版本的执行时间不同时,结合版本复制技术和单处理器调度算法提出了一种新的容错调度算法。分析了算法的可调度行,给出了可任务集的可调度条件判断方法和基版本任务时限的设置方法。在此基础上,采用启发式静态任务分配算法,保证各处理器的负载均衡。本算法在保证任务容错可调度的条件下,可提高系统中各处理器的利用率,仿真结果表明该算法是有效的。     

基于EDF的分布式系统实时容错调度算法

将分布式系统的任务分配算法与处理器局部调度算法相结合，提出一种主动备份的、基于EDF的分布式系统实时容错调度算法，其特点是主／副版本执行时间可以重叠。给出了该调度算法的任务集可调度的充分条件、任务集可调度所需最小处理器个数的计算方法。模拟结果比较了主动备份容错调度算法与被动备份容错调度算法，结果表明卞动备份算法效率更优。     

APS系统中基于改进的遗传算法的分布式排产研究

探讨了在分布式生产模式下,解决生产排程问题的新技术——APS（Advanced Planning and Scheduling）系统。系统利用PowerBuilder作为开发工具。实践证明,在APS的计划模型下,改进的遗传算法在解决分布式生产排程问题上具有良好的算法性能,并在某大型制药厂的实施中取得成功。     

面向移动云计算任务调度的改进鸟群算法研究

针对移动云计算环境下的任务调度存在耗时长、设备能耗高的问题,提出了一种基于改进的鸟群算法(improved bird swarm algorithm,IBSA)的任务调度策略。首先,构建了以能耗和时间为主的移动云任务调度模型;其次,提出了自适应感知系数和社会系数,避免了算法陷入局部最优;构建了学习因子优化飞行行为,保证了个体寻优能力;最后,任务调度目标函数作为鸟群个体的适应度函数参与算法的迭代更新。仿真结果表明相比于蚁群算法、粒子群算法、鲸鱼算法等,改进的鸟群算法在移动云计算任务调度方面具有良好的效果,能够有效地节省时间和降低能耗。     

基于图匹配的多处理机调度算法

本文对具有高通讯延迟的多处理机系统（机群系统）上的任务调度算法进行了研究，与以往算法主要考虑任务图的关键路径不同，本文给出了任务图的调度与其偶图匹配的对应关系，并由此提出了一种新的启发式算法，通过模拟试验显示本算法具有较好的调度效果。     

Integrated data structure and scheduling approach for manufacturing and transportation using hybrid genetic algorithm

The scheduling systems in industries are required to construct schedule considering many kind of elements. The Advanced Planning and Scheduling (APS) is an approach for combined problems. To realize APS system, it is important to integrate data structure and scheduling algorithm using these data. In this paper, we propose integrated data structure based on Bill of Manufacturing with information technology of XML family and new Multistage Operation-based Genetic Algorithm for scheduling subsystem. The results of numerical experiment validate effectiveness of the proposal methods. Received: June 2005/Accepted: December 2005     

基于禁忌算法的双层结构网格任务调度研究

合理的任务调度算法可以在很大程度上提高网格系统的利用率。针对网格环境异构、分布等特点,提出了基于禁忌搜索算法（TS）的双层结构网格任务调度算法,仿真实验表明,该方法具有良好的解质量和搜索能力,对异构系统中的任务调度具有较好的处理结果。     

An incremental ant colony optimization based approach to task assignment to processors for multiprocessor scheduling

Optimized task scheduling is one of the most important challenges to achieve high performance in multiprocessor environments such as parallel and distributed systems. Most introduced task-scheduling algorithms are based on the so-called list scheduling technique. The basic idea behind list scheduling is to prepare a sequence of nodes in the form of a list for scheduling by assigning them some priority measurements, and then repeatedly removing the node with the highest priority from the list and allocating it to the processor providing the earliest start time (EST). Therefore, it can be inferred that the makespans obtained are dominated by two major factors: (1) which order of tasks should be selected (sequence subproblem); (2) how the selected order should be assigned to the processors (assignment subproblem). A number of good approaches for overcoming the task sequence dilemma have been proposed in the literature, while the task assignment problem has not been studied much. The results of this study prove that assigning tasks to the processors using the traditional EST method is not optimum; in addition, a novel approach based on the ant colony optimization algorithm is introduced, which can find far better solutions.     

异构系统中改进的遗传调度算法

针对以往调度算法无法准确反映任务的优先级的问题,提出一种改进的遗传调度算法.将任务的ranku属性值应用于染色体的构造方法中,即根据ranku属性值降序排列得到染色体的任务序列,使重要任务优先获得调度,从而得到优质的初始种群,为遗传算法提供合适的迭代起点.实验结果表明,该算法能有效提高初始种群的质量,获得更好的调度性能.     

基于动态遗传算法的网格计算任务调度

针对网格任务调度的动态特性,提出一种改进的遗传算法——动态遗传算法(DGA),设计了新的编码机制和适应度函数,以及相应的选择、交叉和变异算子。根据网格系统各服务节点的计算能力、负载及网络状态进行动态调度,不仅使总的完成时间最短,尽量使主机的空闲时间最短,同时满足每个任务的截止时间的要求。在OPNET环境中构建了一个局部网格仿真模型,对所提出的动态遗传算法进行了仿真实验,并与其他常见网格任务调度算法进行了对比,结果表明动态遗传算法具有很好的优化能力,提供了较好的服务质量。     

并行任务图的优化调度算法

科学与工程计算中的很多复杂应用问题需要使用科学工作流技术,超算领域中的科学工作流常以并行任务图建模,并行任务图的有效调度对应用的高效执行有重要意义。给出了资源限制条件下并行任务图的调度模型;针对Fork-Join类并行任务图给出了若干最优化调度结论;针对一般并行任务图提出了一种新的调度算法,该算法考虑了数据通信开销对资源分配和调度性能的影响,并对已有的CPA算法在特定情况下进行了改进。通过实验与常用的CPR和CPA算法做比较,验证了提出的新算法能够获得很好的调度效果。本文提出的调度算法和得到的最优调度结论对工作流应用系统的高性能调度功能开发具有借鉴意义。