異構計算系統(tǒng)調度理論與方法

目錄
《博士后文庫》序言
前言
第1章 緒論 1
1.1 高性能計算機發(fā)展歷程 1
1.2 異構計算系統(tǒng)概述 2
1.3 典型異構計算 3
1.3.1 P2P計算 3
1.3.2 集群計算 4
1.3.3 網(wǎng)格計算 5
1.3.4 多核CPU與眾核協(xié)同計算 8
1.3.5 云計算 9
1.4 小結 12
第2章 異構系統(tǒng)任務調度 13
2.1 異構系統(tǒng)資源特征 13
2.2 資源管理與任務調度 13
2.3 異構分布式系統(tǒng)資源管理 14
2.3.1 SLURM 14
2.3.2 PBS 14
2.3.3 YARN 15
2.4 調度問題分類 15
2.5 任務間具有優(yōu)先約束DAG調度模型 17
2.5.1 DAG應用程序實例 17
2.5.2 基于DAG的應用任務圖 18
2.5.3 目標處理系統(tǒng) 19
2.6 基于DAG模型調度策略 19
2.7 啟發(fā)式調度算法 22
2.8 經(jīng)典啟發(fā)式調度算法 24
2.8.1 DLS算法 24
2.8.2 MH算法 25
2.8.3 HEFT算法 26
2.9 小結 27
第3章 基于動態(tài)通信競爭的調度算法 28
3.1 考慮通信競爭調度技術概述 28
3.2 任意處理機網(wǎng)絡異構系統(tǒng)優(yōu)先權計算問題 29
3.3 動態(tài)通信競爭調度算法 30
3.3.1 表調度算法優(yōu)化目標函數(shù) 30
3.3.2 考慮動態(tài)通信競爭的通信鏈路搜索算法 31
3.3.3 調度算法 32
3.3.4 算法時間復雜度分析 33
3.4 調度算法實例 34
3.5 實驗與性能評價 35
3.5.1 隨機應用程序任務圖 35
3.5.2 任意處理機網(wǎng)絡計算系統(tǒng) 36
3.5.3 隨機應用程序實驗結果 36
3.5.4 實際應用問題 39
3.6 考慮動態(tài)通信競爭并行調度策略 41
3.6.1 并行表調度算法概述 41
3.6.2 基于動態(tài)通信競爭的并行表調度算法 42
3.7 小結 43
第4章 任務復制調度策略 44
4.1 任務調度體系結構 44
4.2 任務調度定義 45
4.2.1 基于異構系統(tǒng)的DAG 任務調度權值 45
4.2.2 任務調度屬性 46
4.3 基于任務復制的表調度算法 47
4.3.1 任務優(yōu)先級計算 47
4.3.2 任務復制與調度 48
4.3.3 算法時間復雜度分析 49
4.4 性能評價 49
4.4.1 隨機應用程序DAG任務圖 50
4.4.2 考慮異構系統(tǒng)特性的優(yōu)先級計算方法實驗結果 51
4.4.3 隨機DAG任務實驗結果 52
4.4.4 實際應用程序實驗結果 54
4.5 小結 54
第5章 可靠性感知的任務調度 55
5.1 異構系統(tǒng)可靠性 55
5.1.1 可靠性概述 55
5.1.2 計算系統(tǒng)故障特性 56
5.2 可靠性感知調度研究 57
5.2.1 系統(tǒng)可靠性與任務調度 57
5.2.2 軟件容錯技術 58
5.2.3 可靠性分析技術 59
5.2.4 可靠容錯調度 59
5.3 可靠性調度模型 60
5.3.1 計算資源模型 61
5.3.2 可靠性感知的調度體系結構 62
5.3.3 并行任務執(zhí)行基本概念 62
5.4 可靠性分析 63
5.4.1 鏈路競爭通信路經(jīng)查找 63
5.4.2 通信可靠性分析 64
5.4.3 任務可靠性分析 65
5.5 任務調度算法 66
5.5.1 任務優(yōu)先級計算 66
5.5.2 任務復制策略 67
5.6 仿真實驗結果 68
5.6.1 性能評價指標 68
5.6.2 仿真實驗平臺 68
5.6.3 隨機產生應用程序 69
5.6.4 隨機應用程序實驗結果 69
5.6.5 實際應用問題性能評價 72
5.7 小結 73
第6章 網(wǎng)格分層調度理論 74
6.1 網(wǎng)格分層調度模型 74
6.1.1 層次體系結構 74
6.1.2 分布式并行應用程序 75
6.2 虛擬節(jié)點局部任務調度 75
6.2.1 虛擬節(jié)點 76
6.2.2 任務執(zhí)行行為可靠性分析 76
6.2.3 局部調度算法 79
6.2.4 局部調度算法時間復雜度分析 81
6.3 全局任務調度 81
6.3.1 應用程序可靠性分析 81
6.3.2 可靠性驅動的層次調度算法 82
6.4 性能評價 83
6.4.1 性能評價標準 84
6.4.2 隨機產生的分布式應用程序實驗結果 84
6.4.3 實際應用程序實驗結果 88
6.5 小結 89
第7章 考慮任務執(zhí)行行為安全性調度方法 90
7.1 異構計算系統(tǒng)安全可信性 90
7.2 可信計算與考慮安全性的調度研究 91
7.3 考慮安全性的應用程序模型 94
7.4 信任值動態(tài)量化計算 95
7.4.1 信任的定義 96
7.4.2 實體間信任的動態(tài)特性 97
7.4.3 基于微分對策技術的信任計算方法 98
7.4.4 信任值計算實例 100
7.5 任務執(zhí)行行為安全性開銷 101
7.5.1 安全開銷模型 101
7.5.2 任務安全性分析 102
7.6 任務執(zhí)行行為安全性調度算法 103
7.6.1 任務優(yōu)先級計算 104
7.6.2 安全性驅動的任務調度算法 104
7.6.3 時間復雜度分析 105
7.7 算法性能評價 106
7.7.1 隨機應用程序實驗結果 106
7.7.2 實際應用程序 111
7.8 小結 112
第8章 任務計算量服從隨機分布調度理論 113
8.1 任務計算量隨機性 113
8.2 隨機性與任務調度 114
8.3 隨機任務調度 115
8.4 隨機調度問題調度長度期望值下限 117
8.5 并行應用程序DAG近似路徑長度 119
8.5.1 并行應用程序隨機任務DAG模型 119
8.5.2 串-并結構隨機任務路徑長度計算 120
8.6 隨機動態(tài)級調度算法 122
8.6.1 計算DAG模型中隨機任務b-level 122
8.6.2 隨機動態(tài)級調度算法 124
8.7 隨機調度算法性能 126
8.7.1 性能評價指標 127
8.7.2 隨機并行應用程序DAG任務圖 127
8.7.3 隨機DAG任務調度實驗結果 128
8.7.4 特殊隨機DAG應用程序實驗 132
8.8 小結 133
第9章 能耗感知隨機任務調度策略 135
9.1 異構計算系統(tǒng)能耗 135
9.2 系統(tǒng)模型 136
9.2.1 異構計算系統(tǒng) 136
9.2.2 任務模型 136
9.2.3 能耗計算模型 137
9.3 時限能耗約束任務調度問題 138
9.3.1 單處理器任務執(zhí)行時間 138
9.3.2 異構計算系統(tǒng)BoT應用程序調度長度 139
9.3.3 時限和能耗約束的隨機調度數(shù)學模型 140
9.4 時限能耗約束任務調度算法 141
9.4.1 任務執(zhí)行權值近似計算 141
9.4.2 時限能耗約束隨機任務調度算法 142
9.4.3 算法時間復雜度 145
9.5 性能評價 145
9.5.1 實驗環(huán)境設置 145
9.5.2 隨機任務性能評價 146
9.5.3 實際應用程序性能評價 150
9.6 小結 150
參考文獻 151
編后記 160