能耗约束下基于预算等级的调度长度最小化算法

为了解决异构云系统中能耗约束条件下的调度长度最小化问题,提出了一种新颖的预算等级(BL)能耗预分配策略,并设计了一种能耗约束下最小化调度长度算法(BLMSL),BLMSL算法包含任务优先级队列建立、任务能耗约束预分配、最佳处理器与频率组合选择3个阶段。在Epigenomics和LIGO两类科学工作流上进行实验,结果表明,在满足能耗约束的前提下,BLMSL算法相比当前最先进的启发式算法能获得更小的调度长度,具有明显优势。

面向异构信号处理平台的量子调度算法

针对异构信号处理平台中已有调度算法的调度长度较大导致信号处理应用实时性下降问题,文中提出一种面向异构信号处理平台的量子调度算法。该算法采用任务优先级分流排序策略,得到更加准确的任务调度顺序。使用量子比特对任务分配方案进行编码,增加任务分配方案的多样性,且编码规则有助于跳出局部最优找到全局最优解。按照最小计算开销原则和任务复制思想进行处理器分配,减少任务间通信开销,并通过量子旋转门对量子编码方案进行更新,不断逼近最优解。仿真结果表明,所提算法能够减少调度长度,提升信号处理应用的实时性,进而提高平台的工作效率。

基于变长度调度间隔的雷达资源调度算法

在相控阵雷达完成精密跟踪和目标识别等不同任务时,波形、数据率和积累时间等雷达资源需要自适应改变,基于固定长度调度间隔的自适应调度算法较为复杂且不能充分利用雷达资源。提出了一种基于变长度调度间隔的自适应资源调度算法,根据任务请求的重要性函数安排待执行的雷达事件顺序,并根据雷达资源的动态变化情况,自适应地调整调度间隔的时间长度。利用VC语言建模弹道导弹目标和多功能地基相控阵雷达,进行分布式仿真,通过直观观测资源调度的执行过程,以及通过目标跟踪数量和时间利用率两个指标,评价了资源调度算法性能。改进算法的软件实现较为容易,可以增加目标跟踪数量,节约时间资源。

一种实时异构嵌入式系统的任务调度算法

异构分布式系统已被广泛应用在实时嵌入式系统中,而调度算法是在进行嵌入式系统综合时,确保系统实现性能目标的一个关键问题,这是一个NP-完全问题.现有的算法主要是启发式算法,性能还有待提高.提出了一个异构分布式系统的动态BLevel优先(dynamic BLevel first,简称DBLF)算法,算法选择就绪任务中动态BLevel值最大的任务进行调度,用插入法为任务分配处理器,遵循以下3个插入原则:满足任务先后顺序关系;任务的最早完成时间(earliest-finish-time,简称EFT)最小;在EFT相等时,优先分配到利用率较低的处理器上.与现有算法比较可以看出,DBLF算法可以有效降低调度长度.

异构系统中DAG任务调度的双螺旋结构遗传算法

任务调度问题是一个NP完全问题,基于启发式的方法通常被用来求解次优解,其性能在很大程度上依赖启发的成效,在复杂问题时可能会产生不理想的结果.鉴于此,根据染色体双螺旋结构模型,提出了一种异构计算系统中依赖任务调度的双螺旋结构遗传算法.算法将遗传算法和启发式方法有机地结合,首先针对任务图的数据依赖关系,采用启发式方法,控制遗传算法的交叉与变异操作合理改变一个染色体主链结构,以产生较佳的任务调度优先队列;然后模仿碱基互补配对方法,利用启发式异构环境下最早完成时间算法,实现从一个染色体主链(任务集)到另一个染色体主链(异构处理机集)的映射,以提高算法的有效性和收敛速度.随机任务图和真实问题任务图的仿真实验表明,所提出的算法在调度性能上明显优于启发式算法,最大完成时间平均减少10.1%.

云计算环境下多DAG调度的资源分配进化算法

现有多DAG调度研究主要在多个DAG共享资源调度的时间最小化、公平性最大化、吞吐量最大化等问题方面提出了相关的解决方案,然而,现有的方法还不能很好地解决云计算环境下多DAG共享资源调度的资源分配优化问题。为此,首先分析讨论了一组多DAG共享云计算资源调度中的多DAG数量、属性结构分布特点与资源需求量之间的关系,并在此基础上提出了基于资源需求强度预测变异方法的进化算法EFRD,有效地解决了云计算环境下多DAG共享资源调度的资源分配优化问题,既保证了多DAG的调度执行时间最小化,也避免了资源的浪费。实验表明,EFRD算法能够有效地收敛到最优解。

TSA-OT:一个调度Out-Tree任务图的算法

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 .由于 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 .

异构网络化汽车电子系统中多DAG离线任务调度

公平性和通信开销已成为影响调度性能的主要瓶颈,首先在任务优先级排序阶段,提出基于通信开销权值的轮转调度的公平排序标准;在处理器选择阶段,提出在插入法的基础上将任务分配到具有最小选择值的选择标准;综合上述2个阶段,提出以降低调度长度和减少通信开销为目标的多DAG离线公平任务调度(MDOFTS,multiple DAGs off-line and fairness task scheduling)算法。异构网络化汽车电子系统是一个典型的混合关键级嵌入式系统,既要确保实时性又要降低调度长度,提出了以满足安全关键DAG的多DAG离线优先级任务调度(MDOPTS,multiple DAGs off-line and Priority task scheduling)算法。综合MDOFTS和MDOPTS,提出多DAG离线自适应任务调度(MDOATS,multiple DAGs off-line and adaptive task scheduling)算法,在满足实时性的基础上提高调度性能。实例分析和实验结果表明,提出的算法在调度长度、通信开销、不公平性、最差响应时间和实时性上都优于其他算法。

基于动态任务优先级的网格任务调度算法研究

网格环境下的任务调度是一个NP完全问题.为了确保每一步都能优先调度影响调度长度最大的就绪任务,提出一种采用动态任务优先级策略的任务调度算法.在进行任务调度的过程中,通过动态计算任务图DAG的关键路径并有效地利用处理器的空闲时间段来复制任务,使任务节点之间的通信开销尽可能降低,进而缩短整个任务图的完成时间.大量的模拟实验结果表明,所提的算法在任务完成时间上明显优于HEFT算法和DDS算法.

多层次分布实时仿真系统的静态调度策略

针对多层次分布实时仿真系统环境的特点,为了解决任务静态调度问题,提出了一种基于实时性分层的调度策略。该算法结合任务分层和启发式列表调度算法,在映射中同时考虑任务节点计算负载和通信开销映射到系统节点的等效负载,并映射当前最小总等效量到相应的系统节点上,从而获取较小的调度长度。实验结果表明,与交互优先算法相比该算法能提供较优的调度结果;相对于不考虑实时性而言,在调度中存在着一定的"不平衡"。

基于改进的遗传-模拟退火的有序任务调度算法

分析了基于任务复制的典型算法,提出了基于任务复制的改进的遗传-模拟退火的有序任务调度算法。在改进的遗传算法中利用模拟退火的方法可以缓解遗传算法的选择压力,增强了遗传算法的全局收敛性,避免了在搜索过程中陷入局部最优。

一种全局较优的静态任务调度算法

针对现有任务调度算法优先级选取过于单一所产生局部较优调度结果的问题,从全局较优出发,提出一种先分层后分支决定优先级的静态任务调度算法—HGCOTS算法。该算法考虑了任务间较大的通信开销和冗余任务对异构CMP任务调度效率的影响,通过综合区间插入和任务复制技术最大限度地降低了任务间的通信开销,对冗余任务进行删除,明显提高了任务调度效率。使用随机生成图进行模拟实验,与其他算法相比,新算法具有更小的调度长度。

异构环境中Fork-Join任务图的调度算法

目前已有的Fork-Join任务图的调度算法大多假定处理机为同构的,而没有考虑实际应用中处理机的异构性以及节省处理机的问题,导致算法在具体应用中效率较低。因此,对Fork-Join任务图的调度问题进行研究,提出了一个基于异构环境的贪心调度算法,该算法具有高的加速比和总体效率,其时间复杂度为2,其中,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,使用的处理机数较少,具有更强的实用性。

基于异构环境的Out-Tree任务图的调度算法

分布式应用程序的有效调度是异构计算系统中的一个关键问题。目前已有的Out-Tree任务图的调度算法大多基于同构环境而开发,未考虑处理机的异构性,导致调度的效率较低。针对异构计算环境,提出一个基于列表和任务复制的Out-Tree任务图的静态启发式贪心调度算法,其时间复杂度为O(hv2 p),其中h、v和p分别表示任务图的高度、任务个数和调度使用的处理机个数。实验结果表明,相比其他算法,该算法能提供调度长度较短、处理机使用较少的有效调度,其应用性更强。

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。

网格计算中一种改进的工作流调度算法

网格计算中如何有效地实现工作流的调度问题是目前的研究热点。文中综合考虑了资源节点的动态负载和服务能力,提出了一种改进的调度算法(AWSA)。该算法首先对任务的优先级进行降序排列,然后依次为它们选择具有最大截止时间约束的服务站点作为其候选资源,最后,依据资源站点的任务分配情况和负载变化趋势,自适应地实现从任务资源请求到站点的映射。仿真实验结果表明,文中方法是有效的,在作业拒绝率和作业调度长度方面,AWSA的性能要优于已有的方法。

基于通信竞争的Fork-Join任务图的调度算法

Fork-Join任务图是一种并行处理的基本结构,目前已有的Fork-Join任务图的调度算法大多没有考虑实际应用中通信链路的竞争及延迟以及节省处理机的问题,导致算法在具体应用中效率较低。因此,针对Fork-Join任务图,提出一个基于通信竞争的贪心调度算法,该算法具有高的加速比和总体效率,时间复杂度为O(vlogv),其中v表示任务集中任务的个数。实验结果表明,该算法相比其它算法具有较短的调度长度、较短的完成时间,使用的处理机数较少,具有更强的实用性。

通信竞争环境中Join任务图的一个调度算法

Join任务图是一种并行处理的基本结构。目前已有的Join任务图的调度算法大多忽略了通信链路的竞争、延迟以及节省处理机的问题,导致算法在实际应用中效率较低。针对这一问题,提出一个基于通信竞争的Join任务图的调度算法,该算法通过对各通信边的串行化而在任务调度中集成通信竞争,其时间复杂度为O(vlogv),其中v表示图中的任务数。实验结果表明,相比其他算法,该算法就调度长度、使用的处理机数、加速比和效率而言为优,具有更强的实用性。

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。

一种基于引力搜索机制的云工作流调度算法

为了同步优化云环境中工作流调度长度和代价,提出一种基于引力搜索算法的工作流任务调度算法。算法以异构最早完成时间机制生成引力搜索的部分初始代理,并结合随机生成方式,得到初始种群;利用引力搜索的进化机制,通过代理适应度的评估,得到最终在调度时间和调度代价上综合性能最优的任务映射方案。利用一个算例对算法的有效性进行了论证与评估,并以四种实际科学工作流模型对算法进行了大规模仿真实验。结果表明,该算法不仅可以得到最小的调度代价,且调度时间在所有算法中也是较小的,其综合性能是最优的。