航空专用网格中任务调度技术的研究

论文摘要

任务调度是网格的关键技术之一,目标是将用户的任务请求合理地分配到网格资源上,达到任务高效运行和资源合理利用的目的。面向飞行器虚拟设计的航空专用网格中,涉及许多大规模的矩阵运算,矩阵的维数可达数百万维,用户的任务请求中对资源的计算能力有很高的要求。为了任务能高效运行,开展网格任务调度技术的研究是必不可少的。论文对网格的体系结构和关键技术进行研究,深入探讨了网格任务调度的特点、调度模型及过程,分析了现有网格调度算法的特点和不足;根据面向飞行器虚拟设计的航空专用网格环境的需求,设计了航空专用网格多级任务调度(SAGMTS)系统,并对关键模块进行详细地设计;针对遗传算法的特点和不足,从遗传算法的关键环节对其进行改进;根据全局调度器的特点以及飞行器虚拟设计中大规模计算的需求,设计了基于IGA的全局任务调度算法;对遗传算法的并行性进行分析,并结合局部调度器的特点,设计了基于PGA的局部任务调度算法;采用GridSim仿真工具对算法分别进行仿真实验,实验结果表明各算法的任务处理速度和资源使用代价比原来算法都有较大的改进;采用Globus工具,初步实现了局部调度子系统,通过实例验证系统的可行性和有效性。面向飞行器虚拟设计的航空专用网格调度系统,充分考虑了网格中的各种因素,采用基于IGA的全局调度算法和基于PGA的局部调度算法,可提高网格任务调度的性能,为解决飞行器虚拟设计中大规模计算问题奠定了技术基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 网格研究现状
• 1.2.2 网格任务调度研究现状
• 1.3 论文研究背景
• 1.4 论文主要研究工作
• 1.5 论文结构
• 第二章 网格与任务调度技术
• 2.1 网格原理
• 2.1.1 网格体系结构
• 2.1.2 网格关键技术
• 2.2 网格任务调度技术
• 2.2.1 网格任务调度的特点
• 2.2.2 网格任务调度模型
• 2.2.3 网格任务调度过程
• 2.2.4 网格任务调度的评价标准
• 2.3 网格任务调度算法
• 2.3.1 传统任务调度算法
• 2.3.2 智能优化任务调度算法
• 第三章 航空专用网格多级任务调度系统的设计
• 3.1 航空专用网格环境的需求分析
• 3.2 SAGMTS 系统的总体设计
• 3.2.1 SAGMTS 系统的设计目标
• 3.2.2 SAGMTS 系统的总体框架
• 3.3 SAGMTS 系统的关键功能模块设计
• 3.3.1 SAGMTS 系统的全局调度器设计
• 3.3.2 SAGMTS 系统的局部调度器设计
• 3.4 SAGMTS 系统的实现技术
• 3.4.1 资源的组织
• 3.4.2 任务的组织
• 3.4.3 QoS 量化策略
• 3.4.4 负载均衡策略
• 第四章 基于GA 的网格任务调度算法
• 4.1 遗传算法分析与改进
• 4.1.1 标准遗传算法的不足
• 4.1.2 遗传算法改进的策略
• 4.1.3 改进遗传算法（IGA）的工作流程
• GTS）算法'>4.2 基于IGA 的全局任务调度（IGA_GTS）算法
• 4.2.1 全局任务调度特点分析
• GTS 问题描述'>4.2.2 IGA_GTS 问题描述
• GTS 算法的求解过程'>4.2.3 IGA_GTS 算法的求解过程
• LTS）算法'>4.3 基于PGA 的局部任务调度（PGA_LTS）算法
• 4.3.1 局部任务调度特点分析
• LTS 问题描述'>4.3.2 PGA_LTS 问题描述
• LTS 算法的求解过程'>4.3.3 PGA_LTS 算法的求解过程
• 4.4 仿真结果与分析
• 4.4.1 Gridsim 简介
• 4.4.2 参数设置
• 4.4.3 仿真结果及分析
• 第五章 SAGMTS 系统局部调度模块的实现
• 5.1 GLOBUS 简介
• 5.2 局部调度子系统的实现
• 5.2.1 Globus 的安装与配置
• 5.2.2 任务管理模块的实现
• 5.2.3 信息采集模块的实现
• 5.2.4 调度决策模块的实现
• 5.2.5 任务派发模块的实现
• 5.2.6 客户端的实现
• 5.3 实例分析
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果