基于遗传算法的网格能量优化任务调度算法-研究

《基于遗传算法的网格能量优化任务调度算法-研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：雍童日期：丝2：兰!笪学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，郎：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可

2、以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生(签名)：牢曼导师(签名

3、薹留每日期加。7-s．上s武汉理工大学硕士学位论文第1章绪论1．1本课题的研究意义网格计算是当今计算机科学领域最新兴起的一项有很高学术价值和应用价值的研究课题。众所周知，高性能计算已经成为许多科学和工程实践的关键技术。科学家们也越来越多地使用超级计算机来研究复杂现象，例如可以用来预测复杂的非线性现象，或者是在做实验之前，就可探索物理参数的变化规律，甚至还可以用来

4、模拟现实世界中所发生的某些事件。然而，尽管超级计算机的能力在不断地增长，仍然有许多应用无法实现。因为这些应用往往需要处理能力强大的超级计算机的支持，但是超级计算机造价极高，通常只有一些国家级的部门，如航天、气象等部门才有能力配置这样的设备；另一方面，某些应用对计算的要求非常高，即使是现在最大的超级计算机也无法提供它们所需的资源，这时就需要将高性能计算依托Intemet或其他高速网络将遍布世界各个角落的能力千差万别的计算资源联结在一起，形成大规模的可扩展的计算能力，因此，网格应运而生。网格计算由于自身系统的庞大性涉及了很多方面的关键技术【11，如：资源描述与发现、资源管理与组织

5、、计算任务调度、性能评价、通信协议规范、安全体系和容错机制等。任务调度是高性能计算中的一个重要组成部分，而随着网格的出现，在任务调度中出现了很多新的特性，从而对传统的调度算法也提出了新的挑战。传统的并行计算调度算法主要是调度一个应用程序的子任务到并行的计算机，主要目的是减少计算时间；而对于网格环境，调度算法关心的主要问题是调度来自不同用户的应用流到可用的计算资源上，从而最大限度地让网格系统得到最大的使用，它追求的是调度的高吞吐率。作为目前网格计算事实上的标准，Globus并没有具体实现任务调度算法，针对具体的应用网格，必须在高层设计出高效的任务调度算法。然而现有的一些调度算法

6、如Backfilling、FCFS(FirstComeFirstServe)等并不能很好的适应网格资源的特性，如调度问题的NP完全性，调度算法的高效性，资源的异构性以及资源分配决策的并行性和分布性等，而遗传算法因其自组织、自适应、自学习性和并行性等特点而非常适宜解决网格任务调武汉理工大学硕士学位论文度问题。网格任务调度，又面临着资源受限的困扰。例如移动Adhoc网格是一个异构的计算和通信系统，允许一组移动设备完成任务，因此能量问题是移动Adhoc网格所关注的问题。基于网格能量的任务调度，研究的是如何静态的分配资源给由相互通信的子任务组成的请求。这样分配的目标是在Adhoc网格

7、环境下最小化此请求执行时的平均能量消耗。本论文得到了国家自然科学基金项目(基金号：60773211)，湖北省杰出青年人才基金(基金号：2008CDB335)和教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-08．0806)的资助。1．2研究背景1．2．1．“网格”的含义“网格”【2j一词出现于上个世纪90年代中期，当时是指为了高级科学发现与工程研究而提出的分布式计算基础设施，时至今日，这种技术已经取得了相当大的进展。但网格概念本身也被混淆了，至少大多数人认为，网格包含从高性能网络到人工智能(artificialintelligence)的一切事物。大家也许想知道这个概念本身是否有任何

8、实质的意义，是否真的存在一个明显的“网格问题"，是否的确存在对新的网格技术的需要，如果是的话，这些技术的本质是什么，它们所适用的领域是什么，当众多人仅仅只对网格概念或共享感兴趣的时候，对网格体系结构(architecture)的认识，在很大程度上还没有被普遍接受。潜藏在网格概念之中确切而特殊的问题就在于，实现对等的资源共享和解决动态的、分布式的的虚拟组织所遇到的问题。我们所关心的共享不仅仅是简单的文件交换，更强调直接对计算机、软件、数据以及其它资源的直接访问，这种需求在工业，科学以及工程界等许多领域都会