異構(gòu)分布式系統(tǒng)中基于DVS的節(jié)能調(diào)度算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著信息技術(shù)的發(fā)展，異構(gòu)分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以其低成本、高效率的特點(diǎn)得到人們的廣泛關(guān)注。在異構(gòu)分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的研究過(guò)程中，任務(wù)調(diào)度算法決定了并行程序是否能夠充分利用系統(tǒng)中的計(jì)算資源在最短時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)的執(zhí)行。同時(shí)，隨著硬件技術(shù)的進(jìn)步處理器能耗問(wèn)題日益凸顯。除了進(jìn)一步改進(jìn)硬件外，好的任務(wù)調(diào)度算法應(yīng)當(dāng)在保證調(diào)度時(shí)效性的同時(shí)兼顧對(duì)系統(tǒng)能耗的優(yōu)化。
　　 針對(duì)任務(wù)調(diào)度問(wèn)題，目前研究者已經(jīng)提出了各種有效算法，如基于表的調(diào)度算法、基于復(fù)制的調(diào)

2、度算法以及基于隨機(jī)搜索的遺傳算法等。這些算法特點(diǎn)各異，分別在特定情況下均可以得到近似最小化的程序調(diào)度時(shí)間。同時(shí)，動(dòng)態(tài)電源管理技術(shù)(Dynamic Power Management，DPM)、動(dòng)態(tài)電壓/頻率調(diào)節(jié)技術(shù)等低功耗技術(shù)(Dynamic Voltage/Frequency Scaling，DVS/DVFS)的廣泛使用也使得任務(wù)調(diào)度算法在系統(tǒng)能耗優(yōu)化上的表現(xiàn)越來(lái)越好。
　　 本文在相對(duì)復(fù)雜的能耗模型下，專注于動(dòng)態(tài)電壓/頻率調(diào)節(jié)

3、技術(shù)在調(diào)度算法中的使用細(xì)節(jié)，通過(guò)優(yōu)化目的電壓等級(jí)的選取策略和電壓調(diào)節(jié)過(guò)后可用空閑時(shí)間的再利用，進(jìn)一步提高算法的能耗優(yōu)化性能。
　　 通過(guò)研究處理器電壓轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換能耗和轉(zhuǎn)換后任務(wù)處理中的能耗節(jié)省量二者之間的關(guān)系，本文在已有調(diào)度算法的基礎(chǔ)上提出了一種基于動(dòng)態(tài)電壓/頻率調(diào)節(jié)技術(shù)的單一任務(wù)單元能耗優(yōu)化算法(Single Task Unit-Dynamic Voltage Scaling，STU-DVS)，該算法既保證了調(diào)度時(shí)效性，又通過(guò)

4、優(yōu)化目的電壓等級(jí)的選取策略來(lái)降低系統(tǒng)能耗。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在不同系統(tǒng)及并行程序的情況下，STU-DVS算法較其它對(duì)比算法的能耗優(yōu)化性能獲得了一定程度的提高。
　　 通過(guò)研究調(diào)度過(guò)程中可用空閑時(shí)間的利用，本文在STU-DVS算法的基礎(chǔ)之上提出了時(shí)隙再利用能耗優(yōu)化算法(Time Slot Reuse-Dynamic Voltage Scaling，TSR-DVS)，該算法通過(guò)可用空閑時(shí)間的收集和利用，擴(kuò)大了動(dòng)態(tài)電壓/頻率調(diào)節(jié)技術(shù)的使用空