基于多核的任务调度策略研究

论文摘要

随着多核处理器的出现,多核处理器任务调度已成为当前高性能处理器研究的热点之一。近年来,针对多核处理器任务调度问题,国内外许多专家和科研机构都进行了积极研究,旨在通过减少通信开销、改变任务执行顺序,以缩短整个任务的调度长度。但是,目前多核处理器的任务调度效率仍不够理想,存在通信开销过大、关键任务优先级不高、冗余任务过多等问题,严重影响了多核处理器的任务调度性能。为进一步提升多核处理器的系统性能,仍需对多核处理器的任务调度策略进行研究,以寻求更加高效的任务调度算法。本文在分析和研究现有多核处理器任务调度算法的基础上,针对现有高效任务调度算法存在的不足,提出了一种综合性高效任务调度策略,设计了基于该策略的调度算法。与已有算法相比,本策略具有明显优势：通过对任务图进行聚簇优化,降低某些特殊任务的通信开销；从整个任务图的拓扑结构出发计算任务的优先级权值,提高关键任务的优先级；采用区间插入和任务复制技术进行调度,减少处理器资源浪费；通过优化调度结果,消除冗余任务,缩短整个任务的调度长度。同时,针对多任务图并行调度,设计了优化调度方案,有利于更好地将新策略应用于多任务图的并行调度,提高整个多核处理器系统的性能。为验证综合性高效任务调度策略的可行性和高效性,本文采用实例调度和性能测试两种方法进行验证。实例调度通过对具体任务图的调度结果分析验证新策略的高效性。性能测试通过性能评估参数的设计和大量随机任务图的生成,更加公正地验证新策略的可行性和高效性,性能测试结果表明：与以往算法相比,新策略较高地提升了多核处理器任务调度的效率,具有更好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 论文的主要工作
• 1.4 论文的组织结构
• 第2章 多核处理器任务调度综述
• 2.1 多核处理器
• 2.1.1 多核处理器体系结构
• 2.1.2 多核处理器并行程序设计
• 2.2 任务调度算法
• 2.2.1 动态任务调度算法
• 2.2.2 静态任务调度算法
• 2.3 任务调度模型
• 2.3.1 任务模型
• 2.3.2 系统模型
• 2.4 任务调度的NP完全问题
• 2.5 本章小结
• 第3章 静态启发式调度算法分析
• 3.1 任务复制技术分析
• 3.2 聚簇调度算法研究
• 3.3 表调度算法研究
• 3.4 现有任务调度算法分析与改进
• 3.4.1 CPOP算法
• 3.4.2 HEFT算法
• 3.4.3 HCNF算法
• 3.5 本章小结
• 第4章 综合性高效任务调度策略设计
• 4.1 综合性高效任务调度策略
• 4.2 HCDLOS算法
• 4.2.1 HCDLOS算法实现原理
• 4.2.2 HCDLOS算法实例分析
• 4.2.3 算法复杂度分析
• 4.3 多任务图并行调度
• 4.4 本章小结
• 第5章 性能测试方案设计
• 5.1 性能评估参数设计
• 5.2 随机任务图生成
• 5.3 性能测试结果分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢