發(fā)布時間：2020-08-13 15:57

【摘要】：仿真計算資源成本的投入逐漸成為企業(yè)成本投入的重中之重,其僅次于人力資源成本投入。雖然購置了高性能的計算設(shè)備,但卻無法保障設(shè)備的充分利用,使得企業(yè)競爭能力明顯不足。本文以航天器制造企業(yè)為項目背景,結(jié)合資源調(diào)度系統(tǒng)LSF,以構(gòu)建高性能計算環(huán)境,優(yōu)化作業(yè)調(diào)度算法,提升系統(tǒng)資源利用率為出發(fā)點,研究如何在最小化任務(wù)集時間跨度的同時兼顧計算資源負(fù)載均衡的問題。作業(yè)調(diào)度算法的選取是作業(yè)調(diào)度的關(guān)鍵,Min-Min算法作為經(jīng)典的啟發(fā)式調(diào)度算法,常被用作標(biāo)準(zhǔn)算法來評估其他算法,本文基于Min-Min算法開展了進(jìn)一步的研究。首先,對Min-Min算法進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究和分析。它的基本思想是優(yōu)先執(zhí)行具有最小的最早完成時間的計算任務(wù),從而實現(xiàn)單個任務(wù)的執(zhí)行時間最短,其本質(zhì)上是一種貪心算法。但由于貪心算法的缺陷,使得當(dāng)前做出的選擇有可能是局部最優(yōu)解,算法為了實現(xiàn)最小化最小完成時間的目標(biāo),有時需要將任務(wù)分配到具有較長執(zhí)行時間的計算節(jié)點上,造成總體的時間跨度增加。同時,該算法優(yōu)先將任務(wù)映射給計算能力最強的計算資源,造成計算能力強的計算資源負(fù)載過重,計算能力弱的計算資源較為空閑,整體計算資源負(fù)載不均,導(dǎo)致資源利用率較低。其次,針對上述不足,本文對Min-Min算法進(jìn)行了改進(jìn),提出一種基于標(biāo)準(zhǔn)差的最小最早完成時間算法(SDMM,Standard Deviation Min-Min)。在制造行業(yè),集群系統(tǒng)往往分階段建設(shè),因此計算環(huán)境具有一定的差異性和異構(gòu)性,任務(wù)在不同處理機的執(zhí)行時間具有較大差異。本文采用任務(wù)執(zhí)行時間標(biāo)準(zhǔn)差來衡量不同處理機間的差異以及任務(wù)對于負(fù)載均衡的影響度。算法在綜合考量最小完成時間和任務(wù)執(zhí)行時間標(biāo)準(zhǔn)差的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)度,兼顧了高吞吐率和負(fù)載均衡,更適應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境的異構(gòu)性。最后,通過GridSim模擬器對Min-Min算法、Dpri-Min-Min算法、Proposed算法和SDMM算法進(jìn)行了模擬對比分析,結(jié)果表明SDMM算法相比其他三種算法有一定的提高,保留了原有算法的高性能,同時有效的實現(xiàn)了負(fù)載均衡,提高了許可證資源利用率,滿足航天器仿真分析過程中對于成本控制和資源精益化利用的實際需求。因此,面向航天器仿真分析的高性能應(yīng)用模式研究、調(diào)度算法研究,對于航空、航天等大型制造企業(yè),具有一定的借鑒意義。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V411.8
【圖文】：

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本文編號：2792211