異構(gòu)計算系統(tǒng)調(diào)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(gòu)計算系統(tǒng)概述 2
1.3 典型異構(gòu)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(jié) 12
第2章 異構(gòu)系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度 13
2.1 異構(gòu)系統(tǒng)資源特征 13
2.2 資源管理與任務(wù)調(diào)度 13
2.3 異構(gòu)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(diào)度問題分類 15
2.5 任務(wù)間具有優(yōu)先約束DAG調(diào)度模型 17
2.5.1 DAG應(yīng)用程序?qū)嵗?17
2.5.2 基于DAG的應(yīng)用任務(wù)圖 18
2.5.3 目標(biāo)處理系統(tǒng) 19
2.6 基于DAG模型調(diào)度策略 19
2.7 啟發(fā)式調(diào)度算法 22
2.8 經(jīng)典啟發(fā)式調(diào)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(jié) 27
第3章 基于動態(tài)通信競爭的調(diào)度算法 28
3.1 考慮通信競爭調(diào)度技術(shù)概述 28
3.2 任意處理機網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)系統(tǒng)優(yōu)先權(quán)計算問題 29
3.3 動態(tài)通信競爭調(diào)度算法 30
3.3.1 表調(diào)度算法優(yōu)化目標(biāo)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(diào)度算法 32
3.3.4 算法時間復(fù)雜度分析 33
3.4 調(diào)度算法實例 34
3.5 實驗與性能評價 35
3.5.1 隨機應(yīng)用程序任務(wù)圖 35
3.5.2 任意處理機網(wǎng)絡(luò)計算系統(tǒng) 36
3.5.3 隨機應(yīng)用程序?qū)嶒灲Y(jié)果 36
3.5.4 實際應(yīng)用問題 39
3.6 考慮動態(tài)通信競爭并行調(diào)度策略 41
3.6.1 并行表調(diào)度算法概述 41
3.6.2 基于動態(tài)通信競爭的并行表調(diào)度算法 42
3.7 小結(jié) 43
第4章 任務(wù)復(fù)制調(diào)度策略 44
4.1 任務(wù)調(diào)度體系結(jié)構(gòu) 44
4.2 任務(wù)調(diào)度定義 45
4.2.1 基于異構(gòu)系統(tǒng)的DAG 任務(wù)調(diào)度權(quán)值 45
4.2.2 任務(wù)調(diào)度屬性 46
4.3 基于任務(wù)復(fù)制的表調(diào)度算法 47
4.3.1 任務(wù)優(yōu)先級計算 47
4.3.2 任務(wù)復(fù)制與調(diào)度 48
4.3.3 算法時間復(fù)雜度分析 49
4.4 性能評價 49
4.4.1 隨機應(yīng)用程序DAG任務(wù)圖 50
4.4.2 考慮異構(gòu)系統(tǒng)特性的優(yōu)先級計算方法實驗結(jié)果 51
4.4.3 隨機DAG任務(wù)實驗結(jié)果 52
4.4.4 實際應(yīng)用程序?qū)嶒灲Y(jié)果 54
4.5 小結(jié) 54
第5章 可靠性感知的任務(wù)調(diào)度 55
5.1 異構(gòu)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(diào)度研究 57
5.2.1 系統(tǒng)可靠性與任務(wù)調(diào)度 57
5.2.2 軟件容錯技術(shù) 58
5.2.3 可靠性分析技術(shù) 59
5.2.4 可靠容錯調(diào)度 59
5.3 可靠性調(diào)度模型 60
5.3.1 計算資源模型 61
5.3.2 可靠性感知的調(diào)度體系結(jié)構(gòu) 62
5.3.3 并行任務(wù)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(wù)可靠性分析 65
5.5 任務(wù)調(diào)度算法 66
5.5.1 任務(wù)優(yōu)先級計算 66
5.5.2 任務(wù)復(fù)制策略 67
5.6 仿真實驗結(jié)果 68
5.6.1 性能評價指標(biāo) 68
5.6.2 仿真實驗平臺 68
5.6.3 隨機產(chǎn)生應(yīng)用程序 69
5.6.4 隨機應(yīng)用程序?qū)嶒灲Y(jié)果 69
5.6.5 實際應(yīng)用問題性能評價 72
5.7 小結(jié) 73
第6章 網(wǎng)格分層調(diào)度理論 74
6.1 網(wǎng)格分層調(diào)度模型 74
6.1.1 層次體系結(jié)構(gòu) 74
6.1.2 分布式并行應(yīng)用程序 75
6.2 虛擬節(jié)點局部任務(wù)調(diào)度 75
6.2.1 虛擬節(jié)點 76
6.2.2 任務(wù)執(zhí)行行為可靠性分析 76
6.2.3 局部調(diào)度算法 79
6.2.4 局部調(diào)度算法時間復(fù)雜度分析 81
6.3 全局任務(wù)調(diào)度 81
6.3.1 應(yīng)用程序可靠性分析 81
6.3.2 可靠性驅(qū)動的層次調(diào)度算法 82
6.4 性能評價 83
6.4.1 性能評價標(biāo)準(zhǔn) 84
6.4.2 隨機產(chǎn)生的分布式應(yīng)用程序?qū)嶒灲Y(jié)果 84
6.4.3 實際應(yīng)用程序?qū)嶒灲Y(jié)果 88
6.5 小結(jié) 89
第7章 考慮任務(wù)執(zhí)行行為安全性調(diào)度方法 90
7.1 異構(gòu)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(diào)度研究 91
7.3 考慮安全性的應(yīng)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(shù)的信任計算方法 98
7.4.4 信任值計算實例 100
7.5 任務(wù)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(wù)安全性分析 102
7.6 任務(wù)執(zhí)行行為安全性調(diào)度算法 103
7.6.1 任務(wù)優(yōu)先級計算 104
7.6.2 安全性驅(qū)動的任務(wù)調(diào)度算法 104
7.6.3 時間復(fù)雜度分析 105
7.7 算法性能評價 106
7.7.1 隨機應(yīng)用程序?qū)嶒灲Y(jié)果 106
7.7.2 實際應(yīng)用程序 111
7.8 小結(jié) 112
第8章 任務(wù)計算量服從隨機分布調(diào)度理論 113
8.1 任務(wù)計算量隨機性 113
8.2 隨機性與任務(wù)調(diào)度 114
8.3 隨機任務(wù)調(diào)度 115
8.4 隨機調(diào)度問題調(diào)度長度期望值下限 117
8.5 并行應(yīng)用程序DAG近似路徑長度 119
8.5.1 并行應(yīng)用程序隨機任務(wù)DAG模型 119
8.5.2 串-并結(jié)構(gòu)隨機任務(wù)路徑長度計算 120
8.6 隨機動態(tài)級調(diào)度算法 122
8.6.1 計算DAG模型中隨機任務(wù)b-level 122
8.6.2 隨機動態(tài)級調(diào)度算法 124
8.7 隨機調(diào)度算法性能 126
8.7.1 性能評價指標(biāo) 127
8.7.2 隨機并行應(yīng)用程序DAG任務(wù)圖 127
8.7.3 隨機DAG任務(wù)調(diào)度實驗結(jié)果 128
8.7.4 特殊隨機DAG應(yīng)用程序?qū)嶒?132
8.8 小結(jié) 133
第9章 能耗感知隨機任務(wù)調(diào)度策略 135
9.1 異構(gòu)計算系統(tǒng)能耗 135
9.2 系統(tǒng)模型 136
9.2.1 異構(gòu)計算系統(tǒng) 136
9.2.2 任務(wù)模型 136
9.2.3 能耗計算模型 137
9.3 時限能耗約束任務(wù)調(diào)度問題 138
9.3.1 單處理器任務(wù)執(zhí)行時間 138
9.3.2 異構(gòu)計算系統(tǒng)BoT應(yīng)用程序調(diào)度長度 139
9.3.3 時限和能耗約束的隨機調(diào)度數(shù)學(xué)模型 140
9.4 時限能耗約束任務(wù)調(diào)度算法 141
9.4.1 任務(wù)執(zhí)行權(quán)值近似計算 141
9.4.2 時限能耗約束隨機任務(wù)調(diào)度算法 142
9.4.3 算法時間復(fù)雜度 145
9.5 性能評價 145
9.5.1 實驗環(huán)境設(shè)置 145
9.5.2 隨機任務(wù)性能評價 146
9.5.3 實際應(yīng)用程序性能評價 150
9.6 小結(jié) 150
參考文獻(xiàn) 151
編后記 160