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

1、隨著信息技術(shù)的發(fā)展，異構(gòu)分布式計算機系統(tǒng)以其低成本、高效率的特點得到人們的廣泛關(guān)注。在異構(gòu)分布式計算機系統(tǒng)的研究過程中，任務調(diào)度算法決定了并行程序是否能夠充分利用系統(tǒng)中的計算資源在最短時間內(nèi)完成任務的執(zhí)行。同時，隨著硬件技術(shù)的進步處理器能耗問題日益凸顯。除了進一步改進硬件外，好的任務調(diào)度算法應當在保證調(diào)度時效性的同時兼顧對系統(tǒng)能耗的優(yōu)化。
　　 針對任務調(diào)度問題，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、基于復制的調(diào)

2、度算法以及基于隨機搜索的遺傳算法等。這些算法特點各異，分別在特定情況下均可以得到近似最小化的程序調(diào)度時間。同時，動態(tài)電源管理技術(shù)(Dynamic Power Management，DPM)、動態(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調(diào)度算法在系統(tǒng)能耗優(yōu)化上的表現(xiàn)越來越好。
　　 本文在相對復雜的能耗模型下，專注于動態(tài)電壓/頻率調(diào)節(jié)

3、技術(shù)在調(diào)度算法中的使用細節(jié)，通過優(yōu)化目的電壓等級的選取策略和電壓調(diào)節(jié)過后可用空閑時間的再利用，進一步提高算法的能耗優(yōu)化性能。
　　 通過研究處理器電壓轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換能耗和轉(zhuǎn)換后任務處理中的能耗節(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態(tài)電壓/頻率調(diào)節(jié)技術(shù)的單一任務單元能耗優(yōu)化算法(Single Task Unit-Dynamic Voltage Scaling，STU-DVS)，該算法既保證了調(diào)度時效性，又通過

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