網(wǎng)格計(jì)算中資源調(diào)度算法及其模擬技術(shù)研究.pdf

1、網(wǎng)格是構(gòu)建在互聯(lián)網(wǎng)之上的一組新興技術(shù)，它的出現(xiàn)掀起了繼傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)、萬維網(wǎng)(WEB)之后的第三次技術(shù)浪潮。網(wǎng)格是一個(gè)集成的計(jì)算與資源環(huán)境，可以充分吸納分布在不同地理位置上的各種資源，并對(duì)它們實(shí)現(xiàn)全面的資源共享。網(wǎng)格資源調(diào)度是網(wǎng)格研究的重要內(nèi)容之一，它的目標(biāo)是對(duì)用戶提交的任務(wù)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)調(diào)度，并設(shè)法提高網(wǎng)格系統(tǒng)的總體吞吐量。由于網(wǎng)格系統(tǒng)中資源的異構(gòu)性、動(dòng)態(tài)性和自治性等特性，使得網(wǎng)格資源調(diào)度變得極其復(fù)雜。網(wǎng)格資源調(diào)度問題被證明是一個(gè) NP完全問題

2、，而遺傳算法是解決 NP完全問題的銳利工具。因此，本文對(duì)網(wǎng)格計(jì)算的相關(guān)理論進(jìn)行了深入的研究學(xué)習(xí)，對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)格資源調(diào)度算法的基本思想、優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了充分的分析比較，在這個(gè)基礎(chǔ)上，選擇遺傳算法作為改進(jìn)的基礎(chǔ)，提出了基于QoS Guided GA的網(wǎng)格資源調(diào)度算法。
　　本文作了大量的理論研究工作，為下一步工作的展開奠定了良好的理論基礎(chǔ)。本文全面概述了網(wǎng)格計(jì)算的基本概念、特征以及體系結(jié)構(gòu)；詳細(xì)介紹了網(wǎng)格資源調(diào)度的特點(diǎn)、過程、組織模式、調(diào)度的

3、執(zhí)行流程、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以及幾種常見的網(wǎng)格資源調(diào)度算法；對(duì)遺傳算法的產(chǎn)生和發(fā)展、基本原理、實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行了詳細(xì)的闡述；最后全面分析比較了當(dāng)前幾種流行的網(wǎng)格模擬技術(shù)它們的技術(shù)特征、優(yōu)勢(shì)和不足以及它們的局限和發(fā)展趨勢(shì)。
　　本文針對(duì)簡(jiǎn)單遺傳算法(SGA)在網(wǎng)格調(diào)度中的存在的一些不足，并借鑒經(jīng)濟(jì)模型中的QoS服務(wù)質(zhì)量機(jī)制，提出了一系列的改進(jìn)措施，所做的工作主要包括以下五個(gè)方面:
　　(1)傳統(tǒng)的SGA網(wǎng)格調(diào)度算法，單純以提高網(wǎng)格系統(tǒng)的整體

4、吞吐量為調(diào)度目標(biāo)，忽略了網(wǎng)格服務(wù)質(zhì)量的因素，無法保證用戶對(duì)網(wǎng)格服務(wù)質(zhì)量的要求。本文以同時(shí)保證系統(tǒng)調(diào)度的吞吐量和網(wǎng)格服務(wù)質(zhì)量為目標(biāo)，把經(jīng)濟(jì)模型中的截止時(shí)間(Deadline)和預(yù)算(Budget)兩個(gè)QoS指標(biāo)引入到遺傳算法中，提出了一種基于QoS Guided GA的網(wǎng)格資源調(diào)度算法。
　　(2)在以往的網(wǎng)格調(diào)度算法研究中，大多假設(shè)子任務(wù)之間是相互獨(dú)立的，沒有相互依賴關(guān)系，以簡(jiǎn)化研究，沒有考慮子任務(wù)之間的優(yōu)先級(jí)問題，本文綜合考慮任

5、務(wù)對(duì)資源的要求和用戶對(duì)任務(wù)的時(shí)間、代價(jià)約束三方面的要求，給出了任務(wù)的QoS優(yōu)先級(jí)的計(jì)算公式，以此確定不同子任務(wù)之間的優(yōu)先級(jí)別即執(zhí)行次序。
　　(3)對(duì)原來的適應(yīng)度函數(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以此來挑選時(shí)間跨度小且QoS服務(wù)質(zhì)量高的個(gè)體，改善了原來單一的以最小時(shí)間跨度為目標(biāo)的搜索方式，大大提高了用戶對(duì)服務(wù)質(zhì)量的滿意程度。
　　(4)對(duì)SGA中的過于簡(jiǎn)單的遺傳操作進(jìn)行了改進(jìn):選擇操作采取“輪盤賭”與最優(yōu)個(gè)體保存策略相結(jié)合的方式；交叉操作中通過