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网格环境下任务调度算法的应用研究

作　者: 张青
导　师: 蒋波
学　校: 大连海事大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 网格 动态混合算法模型 任务调度 遗传算法 蚁群算法
分类号: TP393.01
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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引　用: 7次
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内容摘要


任务调度问题是网格环境下完成大规模计算任务的关键环节,也是网格应用的必要基础。高效的网格任务调度策略及其算法,能够充分地利用网格系统的资源,提高网格应用的整体性能。由于网格资源具有丰富、分布、异构等特性,以及网格环境中处理机的负载与可用性的动态变化、访问模式与使用代价等又不尽相同等因素的存在,使得网格环境下的任务调度与资源管理问题变得十分复杂,研究这些问题颇具挑战性。在网格计算环境中,如何协调和分配网格资源,以便使网格计算性能趋于最优,是任务调度算法要解决的基本问题。本文在分析经典网格任务调度算法的基础上,从最优跨度、服务质量、负载均衡、经济原则等目标参数的具体要求出发,详细分析了各经典任务调度算法的调度策略、特点、运行时限制与算法局限等。运用遗传算法、蚁群算法等在解决优化组合问题方面的优越性,设计一个基于动态混合算法模型与调度策略及其相应的算法,采用GridSim Toolkit仿真平台对所设计的算法进行仿真实验,以验证设计方案的可行性与有效性,并从运行时间、负载平衡等角度出发,对实验结果做了较为详细的分析。实验结果表明,本文在算法改进方面所采用的技术方法是可行的,可以在网格应用环境中加以应用。本文所论述的技术与方法,已经在网络教学系统的实现中得到了初步的应用。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-13
  1.1 选题背景及意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-11
  1.3 主要研究内容  11
  1.4 本文的章节结构  11-13
第2章 网格计算与任务调度  13-24
  2.1 网格计算及其分类  13-16
    2.1.1 网格的定义  13
    2.1.2 网格的分类  13-15
    2.1.3 网格的起源与发展  15-16
  2.2 网格计算的体系结构  16-18
    2.2.1 五层沙漏模型  16-18
    2.2.2 开放网格体系结构  18
  2.3 网格任务调度及其分类  18-23
    2.3.1 网格任务调度概述  18-20
    2.3.2 网格任务调度的特点  20-21
    2.3.3 网格任务调度的目标  21-22
    2.3.4 任务调度策略及其分类  22-23
  2.4 网格应用  23-24
第3章 经典网格任务调度算法分析  24-70
  3.1 网格任务调度方法概述  24-33
    3.1.1 启发式调度方法  24-31
    3.1.2 其它调度算法  31-33
  3.2 遗传算法及其网格任务调度中的应用  33-45
    3.2.1 遗传算法的相关概念  33-36
    3.2.2 遗传算法的基本组成  36-40
    3.2.3 遗传算法的实现流程  40-43
    3.2.4 遗传算法的改进及其应用  43-45
  3.3 蚁群算法及其在网格任务调度中的应用  45-56
    3.3.1 基本蚁群算法的原理  45-46
    3.3.2 基本蚁群算法的数学模型  46-50
    3.3.3 基本蚁群优化算法的流程  50-51
    3.3.4 蚁群算法的特点及其参数选择分析  51-56
  3.4 动态混合算法模型的设计  56-70
    3.4.1 遗传算法的改进研究  57-59
    3.4.2 自适应遗传算法的改进  59-62
    3.4.3 自适应蚁群算法及其改进策略  62-66
    3.4.4 动态混合算法模型的设计概略  66-70
第4章 基于动态混合算法模型的网格任务调度算法设计与实现  70-84
  4.1 网格任务调度概述  70-76
    4.1.1 网格任务调度分类  70-71
    4.1.2 网格任务调度问题的描述  71-73
    4.1.3 基于代理的网络任务调度系统模型  73-76
  4.2 基于动态混合算法模型的网格任务调度算法的设计  76-83
    4.2.1 设计思路  76-77
    4.2.2 算法的求解流程  77-79
    4.2.3 动态混合算法模型的实现  79-83
  4.3 动态混合算法的稳性能分析  83-84
第5章 仿真结果及其性能分析  84-96
  5.1 仿真环境设置  84-88
    5.1.1 GridSim概述及其体系结构  84-86
    5.1.2 Gridsim的实体和通信  86
    5.1.3 参数设置  86-88
  5.2 动态混合算法模型的仿真实验  88-92
    5.2.1 基于GridSim的网格调度算法的开发  88-91
    5.2.2 使用GridSim的仿真过程  91-92
  5.3 实验结果分析与性能评价  92-96
    5.3.1 仿真实验结果  93-96
第6章 结论  96-98
  6.1 研究工作总结  96-97
  6.2 进一步研究工作的展望  97-98
参考文献  98-102
致谢  102

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 计算机网络理论
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