网格环境下任务调度算法的分析研究

本文通过分析基于表调度算法、基于聚簇调度算法、基于任务复制调度算法中的经典算法及蚂蚁算法、遗传算法的优劣性,并进行对比分析,总结出了目前网格DAG调度中存在的一些问题,这些问题的总结对后来的调度算法研究有积极的指导意义。     

基于任务复制的网格任务调度算法

网格中资源之间存在着通信延迟,通过任务复制的冗余,可以减少任务之间的通信开销,缩短整个计算程序的计算时间。目前网格中的任务调度算法基本上是没有考虑任务复制的;而基于任务复制调度算法往往会产生过多的复制任务,增大系统开销,甚至有可能延迟计算时间。由于基于任务复制的任务调度是一个NP问题,因此本文提出了一种基于任务复制的网格资源调度算法,以减少调度长度为主要目标、减少任务复制量和资源占用量为次要目标。该算法在调度长度和任务复制数量以及占用资源数量方面都等于或优于其它算法。     

基于混合粒子群算法的网格任务调度

减少分布式程序的执行时间是网格调度系统需要解决的重要问题。因分布式程序常建模为DAG图,故该问题又称异构DAG调度问题。在研究网格环境下的任务调度的基础上,提出了一种用于解决DAG任务调度问题的通用混合粒子群优化算法(Common Hybrid Particle Swarm Optimization),简称为CHPSO。该算法将问题的解(粒子)表示为任务的调度优先权向量,采用混合粒子群优化算法探索解空间。实验结果表明,在求解不含孤立点的单个DAG调度问题时,该算法所得解的调度长度仅为HEFT的90%～92%,求解质量与PSGA相当;在多张DAG图(含孤立节点)并发执行的网格环境中,该算法的调度性能明显优于PSGA及文中列出的其它演化计算方法。     

网格环境下基于QoS的协作型任务调度算法研究

在深入研究网格环境下任务调度算法的基础上,提出一种基于QoS的协作型任务调度遗传算法并通过引入协作型任务的形式化描述DAG图构造了QoS参数模型.该参数模型提出了任务完成时间、价格和可靠性三个QoS参数并将这些QoS参数引入遗传算法,实现了网格环境下协作型任务调度对服务质量的优化并保证了协作型任务之间的数据依赖.通过与DAG-MIN和DAG-GSA算法的对比实验表明,该算法能在保证较优调度性能的同时大幅度提高调度的服务质量.     

一种基于DAG图划分的网格关联任务调度算法

网格计算中的大型应用程序往往被分解为多个关联任务.对于这类应用,任务间的依赖是一个不可忽略的因素.传统算法只能将其视为元任务来考虑,限制了对任务粒度的进一步划分,从而大大降低了任务调度的性能.本文提出一种基于DAG图划分的关联任务调度算法.它优先调度关键路径上的任务,同时利用任务复制的方法充分利用资源上的时间碎片,保证依赖关系及时得到满足.仿真结果表明,对于网格环境下的大规模关联任务,该算法有效地提高了作业执行速度和资源使用效率.     

全局效用启发式网格元任务调度策略

在满足用户QoS需求的前提下,为研究提高网格系统性能的方法,提出一种网格环境下元任务全局效用启发式调度策略,并设计MGU立即调度算法以及Global USufferage批调度算法。仿真实验结果表明,该策略在获得较高用户满意度的同时,能够保证系统的吞吐率和稳定性。     

信任约束下的网格工作流任务调度算法*

提出了信任约束下的网格工作流任务调度算法。该算法结合直接经验和推荐经验计算资源的信任度,根据任务在候选资源上的执行时间确定关键任务,然后选择满足执行时间和信任综合函数的资源。实验结果表明。该算法不仅缩短了工作流的完成时间,而且提高了调度的成功率。     

成本时间限制下的网格分类调度算法研究

在网格环境中,由于资源广域分布、异构、动态且有多个管理域,调度一组具有多QoS需求如成本、时间的独立任务是一个非常重要的问题。针对网格任务的成本和执行时间要求,提出了一种基于网格经济模型,根据实际执行成本和预算成本进行分类的网格分类优化调度算法。模拟实际网格任务调度实验表明,该算法能很好地满足网格环境中不同用户的需求。     

一种基于遗传算法的网格任务调度算法

任务调度算法是网格计算研究的一个重要方向,已被证明是一个NP完全问题.提出了一种新的网格任务调度算法.该算法基于遗传算法,为加快算法的收敛速度,在生成初始种群时优先分配关键路径上的任务;由于资源间存在着通信延迟,引入任务复制方法,并结合遗传操作控制任务复制的深度,可以减少任务之间的通信开销,缩短整个调度的完成时间;最后进行优化操作,减少冗余的任务复制.模拟实验结果表明,该算法在收敛速度和调度完成时间均优于普通遗传算法.     

一种基于遗传算法的网格任务调度算法

任务调度算法是网格计算研究的一个重要方向,已被证明是一个NP完全问题。提出了一种新的网格任务调度算法。该算法基于遗传算法,为加快算法的收敛速度,在生成初始种群时优先分配关键路径上的任务;由于资源间存在着通信延迟,引入任务复制方法,并结合遗传操作控制任务复制的深度,可以减少任务之间的通信开销,缩短整个调度的完成时间;最后进行优化操作,减少冗余的任务复制。模拟实验结果表明,该算法在收敛速度和调度完成时间均优于普通遗传算法。     

一种改进的启发式网格任务调度算法

网格任务调度算法是影响网格成功与否的关键技术之一。网格计算中,一个好的任务调度算法不但要考虑所有任务的makespan,使其值尽量小,同样要考虑到整个系统机器间的负载平衡问题。文章对异构计算环境下的元任务调度算法进行了分析,针对Min-min算法可能引发的负载不平衡问题,结合网格计算环境的特点,提出了一种适用于网格计算环境中的任务调度算法。     

基于任务复制的分簇与调度算法

针对并行与分布式系统中相关任务的静态调度问题,以最小化调度长度为主要目标,以减少资源数为次要目标,对待复制的重要祖先集定义了新的选择策略,提出了基于任务复制的动态关键前驱调度算法.改进了粒度的定义,证明了对任意DAG,算法有优于前人的性能下界.实验结果优于典型任务复制算法,特别是对经典EZ算例的解(调度长度为8)好于前人认为的理论最优解(调度长度为8.5),并证明了新的解为最优解.定义了DAG的补图,讨论了不允许任务复制时树型DAG的2-优度算法.     

独立任务调度的启发式算法

任务调度是一个NP-hard问题,而且是并行与分布式计算中一个必不可少的组成部分,特别是在网格计算环境下任务调度更加复杂。该文提出了满足负载均衡的一个启发式任务调度算法。给出了选择处理机和任务的方法,以提高算法的效率。实验表明该算法是一个高效率的调度算法,并且几乎总是找到了最优调度方案。     

A Heuristic Algorithm for Task Scheduling Based on Mean Load on Grid

Efficient task scheduling is critical to achieving high performance on grid computing environment. The task scheduling on grid is studied as optimization problem in this paper. A heuristic task scheduling algorithm satisfying resources load balancing on grid environment is presented. The algorithm schedules tasks by employing mean load based on task predictive execution time as heuristic information to obtain an initial scheduling strategy. Then an optimal scheduling strategy is achieved by selecting two machines satisfying condition to change their loads via reassigning their tasks under the heuristic of their mean load. Methods of selecting machines and tasks are given in this paper to increase the throughput of the system and reduce the total waiting time. The efficiency of the algorithm is analyzed and the performance of the proposed algorithm is evaluated via extensive simulation experiments. Experimental results show that the heuristic algorithm performs significantly to ensure high load balancing and achieve an optimal scheduling strategy almost all the time. Furthermore, results show that our algorithm is high efficient in terms of time complexity.     

扩展QoS指导的网格任务调度算法

考虑了网格任务多级别QoS需求,根据任务的服务质量级别进行排序,优先调度服务质量级别较高的任务,提出一种扩展QoS指导的Min-Min启发式网格任务调度算法。模拟实验结果表明,与QoS指导的Min-Min启发式算法相比,该算法在3种情况下的调度性能均能提高4.3%以上,具有较好的调度效果。     

基于禁忌搜索算法的网格任务调度

合理的任务调度算法可以在很大程度上提高网格系统的有效利用率。在网格环境中,用户希望自己的任务尽可能快地得到完成,而网格环境则希望尽可能充分地利用所有节点。针对这种情况,该文提出了基于禁忌搜索算法的网格任务调度,具有较小的时间复杂度和良好的调度性能。实验证明了其正确性和实用性。     

用户QOS及系统指标指导的计算网格任务调度

针对网格环境中的动态性特点,特别是用户服务质量（QoS）需求的动态变化性,通过定义任务的效益函数来评估任务的多维QoS需求。同时为了兼顾任务完成时间、负载平衡等系统指标,引入系统效益的概念,给出负载平衡度的定义用来指导调度及评价调度性能。针对一组具有QoS需求的相互独立的计算任务提出一种用户QoS及系统指标指导的计算网格任务调度算法——UQSI。模拟实验结果显示,该算法能较好地满足用户的多维QoS需求,更加适合开放复杂的网格环境。