基于列表算法的異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)節(jié)能調(diào)度研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)計(jì)算能力的大幅提升，其能量消耗越來(lái)越多，已直接影響到了系統(tǒng)的發(fā)展及應(yīng)用推廣，節(jié)能成為異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)必須考慮的重要因素之一。而節(jié)能技術(shù)越靠近頂層，對(duì)能耗影響越大，因此，在異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)中，高效能的任務(wù)調(diào)度算法的研究是學(xué)術(shù)界的熱點(diǎn)課題之一。
　　基于異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度已被證明是一個(gè)典型的NP完全問(wèn)題，而在考慮能耗以后，使原本就很復(fù)雜的問(wèn)題變得更加復(fù)雜，因此，目前常用于解決該問(wèn)題的算法是擁有較低時(shí)間復(fù)雜度的列表算

2、法。然而，當(dāng)前算法在任務(wù)優(yōu)先級(jí)計(jì)算階段直接使用b-level值作為任務(wù)優(yōu)先級(jí)級(jí)別，沒(méi)有考慮其它的優(yōu)先級(jí)計(jì)算方法;在任務(wù)分配階段中僅從單個(gè)任務(wù)的角度對(duì)應(yīng)用的調(diào)度長(zhǎng)度與系統(tǒng)的能耗進(jìn)行權(quán)衡，存在較強(qiáng)的局限性;且不能根據(jù)應(yīng)用對(duì)調(diào)度長(zhǎng)度需求的不同自動(dòng)調(diào)節(jié)。針對(duì)上述不足，本文在已有工作的基礎(chǔ)上，對(duì)基于列表算法節(jié)能調(diào)度的任務(wù)優(yōu)先級(jí)計(jì)算與任務(wù)分配階段，及節(jié)能調(diào)度的自適應(yīng)控制算法進(jìn)行相應(yīng)研究。具體工作如下:
　　針對(duì)已有基于列表算法的節(jié)能調(diào)度在任務(wù)

3、優(yōu)先級(jí)計(jì)算階段研究的不足，及其任務(wù)分配階段的局限性，本文首先通過(guò)對(duì)目前常用于異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)的幾種任務(wù)優(yōu)先級(jí)計(jì)算方法進(jìn)行分析對(duì)比，從中探尋最優(yōu)的方法運(yùn)用于任務(wù)優(yōu)先級(jí)計(jì)算階段;在任務(wù)分配階段，則通過(guò)分析單個(gè)任務(wù)的執(zhí)行對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響，設(shè)計(jì)一種新的目標(biāo)函數(shù)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上，本文提出了一種基于列表算法節(jié)能調(diào)度的改進(jìn)算法。改進(jìn)后的算法可以對(duì)調(diào)度長(zhǎng)度與能耗進(jìn)行更有效的權(quán)衡。
　　針對(duì)應(yīng)用對(duì)調(diào)度長(zhǎng)度需求的不同，本文利用列表調(diào)度算法調(diào)度結(jié)果

4、主要由目標(biāo)函數(shù)控制的特點(diǎn)，對(duì)目標(biāo)函數(shù)中任務(wù)執(zhí)行時(shí)間和執(zhí)行能耗考慮比重對(duì)調(diào)度結(jié)果的影響進(jìn)行分析，提出了一種帶有可變權(quán)值的目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)而設(shè)計(jì)了一種基于可變權(quán)值的異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)節(jié)能調(diào)度自適應(yīng)控制算法?；诳勺儥?quán)值的節(jié)能調(diào)度自適應(yīng)控制算法可以使調(diào)度在滿(mǎn)足應(yīng)用需求的前提下，盡可能的降低系統(tǒng)的能量消耗。
　　為驗(yàn)證算法的效果，本文根據(jù)當(dāng)前異構(gòu)平臺(tái)下的節(jié)能調(diào)度模型設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)模擬系統(tǒng)，在相同的任務(wù)、功耗及計(jì)算節(jié)點(diǎn)參數(shù)下仿真實(shí)現(xiàn)本文的解決方案及現(xiàn)