异构集群系统上基于入侵式杂草算法的任务调度研究

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1、学校代号：10532学密号：S11102042级：普通湖南大学硕士学位论文异构集群系统上基于入侵式杂草算法的任务调度研究ResearchofT’askSchedulingbasedonInVasiVeWbed0ptiHlizationAlgorithminHeterogeneousClusterSystemsbyLIShuaiB．E．(HunanUniVersity)2008舢㈣圳Ⅲ㈣洲ⅢlII洲洲IIY2605179AthesissubmittedinparrtialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeri

2、ngComputerScienceand7rechnologyintheGraduateSchoolofHunanUniVersitySuperVisorProfessorLIKenliMay，2014湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：喜^书日期：bI中年6月6日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留

3、、使用学位论文的规定，同意学校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。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：导师签名：日期：W叩年舌月6曰日期：b【中年l，月6日异构集群系统上基于入侵式杂草算法的任务调度研究摘要近来年随着并行计算和互联网技术的迅速发展，集群系统开始大量出现，并且由于其性能优越、可扩展性强、成本低廉、可靠性高等特点已逐渐成为高性能计算的主流平台。同

4、时，对于集群性能的研究也越来越受到学者们的关注，特别是对集群性能有着重要影响的任务调度问题更是研究热点之一。针对集群环境下的任务调度问题，目前已有很多有效的调度策略被提出，如启发式算法中基于表调度的EFT(EarliestTimeFirst)、CPOP(CriticalPathONaProcessor)等，还有智能优化算法中的遗传算法、粒子群算法、蚁群算法等。这些算法各有特点，启发式的算法一般都具有较低的时间复杂度和较高的执行效率，但在寻优质量和鲁棒性方面较差；而智能优化类的算法一般在求解质量、寻优能力以及鲁棒性方面表现优异，但结构复杂而且时间复杂度较高。另外，现已提出的任务调度算法中很

5、多都是基于同构计算环境的，对于目前更为复杂的异构集群环境却涉及较少。本文对异构集群环境下任务调度的概念、特点及目标进行了详细地介绍，还对面向依赖型任务调度问题的DAG(DirectedAcyclicGraph)模型进行了综述，并基于一种新兴仿生智能优化算法IWO(InvasiveWeed0ptimization)提出了一种面向异构集群的入侵式杂草任务调度算法1w0TS(Invasivew色edOptimizationTaskScheduling)。该算法将IWO在寻优能力、收敛性能及鲁棒性方面的优势与HEFT算法高效率和低复杂度的特点融合在一起。实验结果表明，1wOTS在最优解质量、鲁棒

6、性及适用规模等方面较HEFT(HeterogeneousEarliest．Finish．Time)、GA(GeneticAlgorithm)等算法表示出了更好的性能。最后，针对IW0中容易出现的早熟现象的问题，提出了一种IWOAP(InvasiveweedOptimizationusingA-voidPrecocitystrategy)算法，使用个体衰老、浓度控制及除草剂等策略对IWOTS进行了改进和优化，以预防算法中早熟现象发生，提升了算法寻优能力。实验表明，IWOAP改善了10WTS在收敛性能及寻优质量等方面的性能。关键词：任务调度；入侵式杂草优化算法；并行系统；有向无环图；异构硕士

7、学位论AbstractInrecentyears，alargenumberofclustersystememe唱edwiththerapiddeVelopmentoftheparallelcomputing，andhaVebecometobethemajorplatformofhighperformancecomputingbecauseofitssuperiorperformance、lowcost、strongscalabili