[发明专利]异构并行系统下时间能耗权衡优化的任务调度算法

摘要

本发明提出了一种基于时间‑能耗重要性比重的并行任务调度算法，在满足时间和能耗的双重限制下，实现异构并行系统下任务所用时间和能耗的权衡优化。本发明考虑到实际情况中任务受各种因素的影响，执行时间不是固定且确定的，而是近似于正态分布，因此在确定任务调度顺序时，不采用以往技术中使用执行时间平均值的方法，而是将执行时间的平均值和方差同时考虑进来使用近似权重。在任务分配阶段，同时考虑时间和能耗这两个性能指标，并能根据时间‑能耗重要性比重将任务分配到合适的处理器，实现时间和能耗按比重的权衡优化，使系统获取更高的加权性能。本发明的算法与DVFS技术相结合，但是同样适用于同构并行系统以及无DVFS技术嵌入的计算机系统。

主权项

1.一种异构并行系统下时间能耗权衡优化的任务调度方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤1获取信息表，信息表中包括处理器参数、任务在每个处理器的各个电压级别上的执行时间，任务之间的依赖关系以及时间‑能耗重要性比重；步骤2根据任务的平均近似权重确定任务的调度顺序；步骤3计算每个任务在给定时间限制Mbtotal和能耗限制Ebtotal下需满足的时间限制和能耗限制；步骤4初次分配，将每个任务分配给使其加权概率最大的处理器及电压级别；步骤5根据任务的个数及实际需求选取合适的再分配次数d；步骤6再次分配，随机选取一个任务，保持其他任务的分配不变，将这个任务分配给使系统加权概率最大的处理器及电压级别，重复这个过程d次；步骤7完成任务分配，返回任务分配方案；所述步骤3计算每个任务在给定时间限制Mbtotal下需满足的时间限制和给定能耗限制Ebtotal下需满足的能耗限制，具体包括以下几个子步骤：(3‑1)将G中有向边e_i,j的权重设置为任务v_i执行时间的近似权重的平均值(3‑2)计算此时关键路径的长度ACPtotal；(3‑3)计算从起始任务到每个任务vi的关键路径长度ACP(vi)；(3‑4)计算每个任务在给定时间限制Mbtotal下需满足的时间限制Mb(vi)，Mb(vi)的计算方式如下：(3‑5)用与计算任务执行时间的近似权重相同的方式，计算每个任务在每个处理器的各个电压级别上的能耗的近似权重，并计算能耗近似权重的平均值(3‑6)计算每个任务在给定能耗限制Ebtotal下需满足的能耗限制Eb(vi)，Eb(vi)的计算方式如下：