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论文研究-树型网格平台上任务重分配调度改进算法.pdf
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应用线性规划方法对树型异构网格平台上任务调度重分配问题进行建模,证明了树型异构网格平台上任务调度重分配机制,并提出改进后的树型网格平台上任务重分配调度算法。该算法的思想是在子树内完成任务重分配后,要将该子树内多余的任务都传输到该子树的根节点。通过对算法进行模拟实验表明,在给定时间内,该改进算法所能调度的最大任务数优于现有算法。
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收稿日期: 2010唱12唱15; 修回日期: 2011唱01唱21 基金项目: 国家自然科学基金资助项目(61073042)
作者简介:乔付(1975唱) ,男,黑龙江依安人,副 教授,博士 研究 生,CCF 会员, 主要 研 究方 向 为网 格 计算、嵌入 式 系统 (463667708 @ qq.com ) ;
张国印(1962唱) ,男,黑龙江齐齐哈尔人,教授,博导,主要研究方向为网络安全、嵌入式系统设计.
树
型 网 格 平 台 上 任 务 重 分 配 调 度 改 进 算 法
倡
乔 付
1,2
, 张
国印
2
(
1.黑龙江科技学院 计算机与信息工程学院, 哈尔滨 150027; 2.哈尔滨工程大 学 计算机科 学与技术学院,
哈尔滨 150001)
摘 要: 应用线性规划方法对树型异构网格平台上任务调度重分配问题进行建模,证明了树型异构网格平台上
任务调度重分配机制,并提出改进后的树型网格平台上任务重分配调度算法。 该算法的思想是在子树内完成任
务重分配后,要将该子树内多余的任务都传输到该子树的根节点。 通过对算法进行模拟实验表明,在给定时间
内,该改进算法所能调度的最大任务数优于现有算法。
关键词: 网格计算; 任务调度; 线性规划; 启发式算法
中图分类号: TP393 文献标志码: A 文章编号: 1001唱3695(2011)07唱2643唱04
doi:10.3969 /j.issn.1001唱3695.2011.07.068
T
asks redistribution and scheduling improved algorithm on
tree grid computing platforms
Q
IAO Fu
1,2
, Z
HANG Guo唱yin
2
(
1.College of Computer & Information Engineering, Heilongjiang Institute of Science & Technology, Harbin 150027, China; 2.College of
Computer Science & Technology, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China)
A
bstract: This paper proposed a model of task redistribution on tree heterogeneous grid computing platform by using linear
programming method.It proved mechanism of task redistribution on tree heterogeneous grid computing platform, and presented
a heuristic improved algorithms for task redistribution scheduling.The core of the improved algorithm was that it transmitted
extra tasks to root of the sub唱tree after completing tasks redistribution in the subtree.Simulation experiments for algorithms
demonstrate that the improved algorithm is better than existing the algorithms.
Key words: grid computing; task scheduling; linear programming; heuristic algorithm
网格 任 务 调 度 已经成为 网 格 计 算 领域的一个 研 究 热
点
[13]
。 当前对
于网格任务调度重分配的研究集中在星型网格
计算平台
[4]
上,因
此,具有一定的局限性。 由于在树型网格计
算平台上对任务重分配和调度要较星型网格计算平台复杂,一
些研究者通过忽略节点间通信时间和计算时间单纯考虑任务
重分配问题,使得提出的最优算法在适应性上受到限制
[5]
,并
且
文献[5]的任务重分配是在平台没有运行时就进行分配任
务,严格上来说也不是任务的重分配。 文献[6] 中提出适合树
型网格计算平台上任务重分配调度的 PORSA( part optimal re唱
distribution scheduling algorithm),将文献[4] 的成果推广到树
型网格计算平台上,在一定程度上解决了从星型平台到树型平
台的过渡,但文献[6]在分配机制上没有更好地考虑多余任务
的处理问题。
本文基于线性规划的系统模型提出改进的 PORSA,并详
细证明了文献[6] 中提出的任务重分配调度机制。 改进的算
法与文献[6]的区别在于该改进的 PORSA 要求将子树内的多
余任务都传送到子树的根节点,可减少树内任务的搜索时间。
1 基本问题和模型
本文提
出树型异构网格计算平台上任务重分配调度问题,
应用可分负载理论将任务划分成大小相同且相互独立的任务。
系统初始状态下,任务已经分配给各个工作节点,通过计算工
作的节点不平衡度确定发送和接收节点,并且工作节点计算完
成后不做任何返回操作。
树型异构网格平台基于如下假设:a) 平台内的节点之间
通信为全双工通信,任何一个节点均可以同时发送和接收数
据;b)任何一个节点的计算和通信可重叠;c) 一个节点在接收
一个任务完成后,才可以对该任务进行计算,一个节点在计算
完一个任务后,才可以发送该任务;d) 一个父节点不能同时接
收多个儿子节点的任务;e)根节点不计算任务;f) 工作节点的
计算结果不做任何返回操作;g) 所有的任务大小相同且相互
独立。
1畅1 基本问题
由于节点性能差异的原因,导致各个节点不能同时完成各
自的计算任务,因此,必须找到一个机制来确定如何进行分配
负载,为在最小时间内使得各个工作节点都完成对任务的处
理。 为方便问题具体描述和系统建模,要介绍一些相关定义和
数学符号:
定义 1 树中节点集合 P ={P
i
}
,0≤i≤m,m 为节点个
数,P
0
为树
根节点,P
i
(
1≤i≤m)为非根节点
。
第 2
8 卷第 7 期
2011 年 7 月
计 算 机 应 用 研 究
Application Research of Computers
Vol.28 No.7
Jul.2011
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