[发明专利]一种异构分布式系统中基于自适应阈值的节能调度方法

摘要

本发明涉及一种支持异构分布式系统环境中基于自适应阈值的节能调度方法，属于异构分布式系统并行任务调度技术领域。本发明的具体方法是：读取并行任务有向无环图(DAG)文件；获取初始任务调度序列；获取最佳阈值：根据并行任务和系统环境动态获取一个最佳阈值；任务分组：利用最佳阈值对任务复制进行控制，即选择性地复制任务的最佳前驱来平衡系统性能和能耗以获取近似最优分组；任务映射：将各分组调度到未被分配且能耗最小的处理器上；处理器电压调节：利用任务空闲时间动态调整处理器电压以节省处理器能耗。本发明综合考虑了系统性能和能耗这两方面的要求，方法中的最佳阈值可以自适应并行任务和系统环境，利用最佳阈值控制任务复制以权衡系统性能和能耗，使得最终调度结果在满足系统性能要求的前提下尽量节省能耗。

主权项

一种异构分布式系统中基于自适应阈值的节能调度方法，其特征在于：包括以下步骤：一、首先读取并行任务有向无环图DAG文件；二、获取初始任务调度序列；对于并行任务集V，共有n＝|V|个任务，从出口任务vn开始，计算每个任务的优先级直至开始任务v1结束；然后根据任务优先级大小升序排列，获取初始任务调度序列；三、获取最佳阈值；首先，从初始任务调度序列的第一个任务开始遍历所有任务，计算复制当前任务vi的最佳前驱(FP(vi))所增加的能耗moreenergy(等于FP(vi)的计算能耗减去它与vi之间的通信能耗)，取其中的最小值和最大值分别作为最小阈值min_threshold和最大阈值max_threshold；然后，利用本专利所提出的调度方法求阈值分别为max_threshold和min_threshold 1时的任务调度长度即为最小调度长度和最大调度长度；最后，指定一个能够满足用户性能要求的调度长度，从min_threshold 1开始遍历所有阈值，并利用调度方法求当前阈值下任务调度长度，直到所求得的调度长度小于指定调度长度才结束遍历，当前阈值即为最佳阈值；四、任务分组；从初始任务调度序列的第一个任务开始，执行深度优先搜索直到开始任务结束；任务搜索过程中，如果当前任务vi的最佳前驱(FP(vi))未分组，则将其分配给当前任务所在的分组，并标记为已分配，否则对是否复制FP(vi)进行；如果复制FP(vi)，则会增加复制任务FP(vi)的计算能耗，减少任务调度长度和FP(vi)与vi之间的通信能耗；假设减少的时间为lesstime(等于减少的调度长度)，最终增加的能耗为moreenergy(等于FP(vi)的计算能耗减去它与vi之间的通信能耗)，倘若lesstime＞0，而且moreenergy小于等于最佳阈值，则将复制任务FP(vi)添加到当前任务vi所在的分组，否则退出当前分组并选取初始任务调度序列中的第一个未分组任务进行下一个分组；五、任务映射；从第一个分组开始，计算各分组在所有未被占用的处理器上能耗，将当前分组映射到能耗最小的处理器上，并标记该处理器已被占用，如此循环下去直到所有分组全部被分配出去；六、处理器电压调节；利用任务之间的依赖关系所产生的空闲时间，确定任务在调度处理器上各个电压下的执行时间，使得产生的计算能耗最小，然后在任务执行过程中动态调整处理器电压。