[发明专利]一种基于多属性决策的启发式动态任务调度系统及其实现方法

说明书

本发明提供了一种基于多属性决策的启发式动态任务调度系统及其实现方法，包括全局任务队列模块、调度器模块和本地任务队列模块，所述的全局任务队列模块包括多个调度任务集合，全局任务队列模块下行与调度器模块连接，调度器模块包括全局任务选择模块和处理核选择模块，调度器模块下行设有本地任务队列模块，本地任务队列模块包括多个且相互之间为并联关系，本发明综合利用启发式搜索思想以及多属性决策思想，在全局任务选择时，以启发搜索为主，保证在线性时间复杂度内找到一个最小目标代价的任务，在为任务选择处理核进行调度时，以多属性决策为主，综合考虑当前处理核的动态参数信息，为任务选择综合评价值最高的处理核进行调度。

技术领域

本发明涉及任务调度技术领域，尤其涉及一种基于多属性决策的启发式动态任务调度系统及其实现方法。

背景技术

随着硬件技术的快速发展，多核处理器越来越多地应用到日常生活、科学计算等领域中。多核处理器的性能远远超过传统的单核处理器，并且兼具了低功耗的优势。要发挥出多核处理器在硬件上的优势，需要有相应的软件技术支撑。其中，任务调度是影响多核处理器发挥其性能的一个关键点，要充分发挥出多核处理器每个内核的性能就必须有高效的多核任务调度算法。

多核任务调度目前已被证明是一个NP难的问题，现在大多采用启发式方法或遗传方法进行求解。在现有的方法中，如文献《一种新的实时多处理器系统的动态调度算法》中的方法具有较高的任务调度成功率，但在选择处理核执行任务时，忽略了处理核的利用率。在任务密集时，会导致部分核的空闲时间过长，核之间的利用率不均。再如文献《多处理器系统动态调度负载均衡节约算法》中的方法，此方法在计算任务的目标函数值时，加入了对任务处理时间的权重考虑，通过改变目标函数的计算，使得运行时间短的任务能够优先处理，避免运行时间长的任务长时间占用处理核，导致短任务调度不成功。但当有多个处理核可选择时，采用随机选取的方法，这种选择策略具有一定盲目性，在任务数过多时，可能导致处理核的负载反而加重。

发明内容

本发明提供了一种基于多属性决策的启发式动态任务调度系统及其实现方法，综合利用启发式搜索思想以及多属性决策思想，在全局任务选择时，以启发搜索为主，保证在线性时间复杂度内找到一个最小目标代价的任务，在为任务选择处理核进行调度时，以多属性决策为主，综合考虑当前处理核的动态参数信息，为任务选择综合评价值最高的处理核进行调度。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种基于多属性决策的启发式动态任务调度系统，包括全局任务队列模块、调度器模块和本地任务队列模块，所述的全局任务队列模块包括多个调度任务集合，全局任务队列模块下行与调度器模块连接，所述的调度器模块包括全局任务选择模块和处理核选择模块，所述的调度器模块下行设有本地任务队列模块，所述的本地任务队列模块包括多个且相互之间为并联关系。

作为本方案的优选实施例，所述的任务调度系统的实现方法包括如下步骤：

步骤1：设当前到达调度队列中的任务集合为，将任务集T按照截止期非递减顺序进行排列，赋予截止期小的任务较高的调度优先级。

步骤2：对可行性检查窗口Wnd中的K个任务进行可行性检查，以确定当前局部调度是否满足“强可行”。强可行的条件为：对K个任务中的任意一个，都能找到一个处理核，使得任务在截止期内完成。K的取值公式如下所示。

其中符号代表取二者的最小值。

步骤3：如果满足“强可行”，则到步骤4，否则到步骤6。

步骤4：计算可行性窗口中任务的目标函数H(i)的值。H(i)的计算公式如下所示。

其中，代表任务的截止时间，为任务最早可以开始执行的时间。

步骤5：选择H(i)值最小的任务进行调度，进行多属性决策，选择最优处理核执行任务，到步骤8。