發(fā)布時間：2021-07-23 07:44

　　高性能微處理器、高速網(wǎng)絡(luò)和標準化中間件工具的發(fā)展使得現(xiàn)代集群和并行計算技術(shù)的結(jié)合顯示出巨大的計算能力和使用便攜性,從而使得高性能分布式計算被廣泛的用于解決工業(yè)和科學(xué)領(lǐng)域的各種問題和挑戰(zhàn),國家高性能計算能力已經(jīng)成為衡量一個國家綜合實力的重要標志之一。雖然高性能計算的用戶最關(guān)心的是所能獲得的最高性能,但是隨著高性能計算的發(fā)展,大型集群的能量消耗越來越大,節(jié)能成為高性能計算必須考慮的重要問題,使得低功耗成為高性能計算機和異構(gòu)集群系統(tǒng)研究領(lǐng)域的熱點。論文通過研究和分析低功耗技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和相關(guān)領(lǐng)域的研究成果,針對高性能異構(gòu)集群系統(tǒng),設(shè)計了一套從系統(tǒng)級別上降低能量消耗的原型系統(tǒng),并從理論設(shè)計,原型實現(xiàn)和效果測試等方面對系統(tǒng)進行了全面描述。本文通過將單機操作系統(tǒng)的一種在線控制策略引入到異構(gòu)集群系統(tǒng),提出了一種新的考慮節(jié)能因素的異構(gòu)集群系統(tǒng)調(diào)度算法,并通過仿真實驗的方式,將我們的調(diào)度算法與經(jīng)典的Min-Min調(diào)度算法進行了全面的性能對比測試,證明了調(diào)度算法在綜合性能方面的卓越,提供了課題研究的理論基礎(chǔ)�；诶碚撗芯康乃悸泛统晒�,本文根據(jù)課題需要,提出了對高性能計算機異構(gòu)集群系統(tǒng)進行系統(tǒng)級低功耗管控的... 

【文章來源】：北京航空航天大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 論文研究背景與意義
    1.2 論文研究目標
    1.3 論文研究內(nèi)容
    1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 系統(tǒng)級低功耗管控研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)
    2.1 單機操作系統(tǒng)低功耗研究現(xiàn)狀
        2.1.1 電源管理子系統(tǒng)模型
        2.1.2 動態(tài)功耗管理策略
        2.1.3 動態(tài)電壓調(diào)節(jié)策略
    2.2 異構(gòu)集群系統(tǒng)低功耗研究現(xiàn)狀
        2.2.1 高性能計算機與異構(gòu)集群系統(tǒng)的聯(lián)系
        2.2.2 異構(gòu)集群系統(tǒng)低功耗研究方向簡介
        2.2.3 已有研究成果
    2.3 高級電源管理接口ACPI
        2.3.1 概述
        2.3.2 ACPI 可實現(xiàn)的功能
        2.3.3 ACPI 各種電源狀態(tài)
        2.3.4 Linux 系統(tǒng)的ACPI 接口及實現(xiàn)原理
    2.4 本章小結(jié)
第三章 面向異構(gòu)集群系統(tǒng)的低功耗調(diào)度算法
    3.1 概述
    3.2 低功耗調(diào)度模型
        3.2.1 異構(gòu)集群中單節(jié)點的多狀態(tài)能耗控制模型
        3.2.2 異構(gòu)集群整體能量消耗模型
    3.3 考慮能耗因素的調(diào)度算法ECMM
        3.3.1 相關(guān)術(shù)語
        3.3.2 算法描述
    3.4 仿真實驗工具設(shè)計
    3.5 仿真實驗結(jié)果及分析
        3.5.1 不同任務(wù)負載下的性能對比實驗結(jié)果
        3.5.2 不同集群規(guī)模下的性能對比實驗結(jié)果
        3.5.3 調(diào)度間隔對于實驗結(jié)果的影響
    3.6 本章小結(jié)
第四章 低功耗管控原型系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)
    4.1 需求與設(shè)計目標
    4.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用場景
        4.2.1 系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)
        4.2.2 軟件體系結(jié)構(gòu)及模塊劃分
        4.2.3 系統(tǒng)應(yīng)用場景
    4.3 低功耗管理代理模塊的設(shè)計與實現(xiàn)
        4.3.1 模塊功能概述
        4.3.2 模塊的實現(xiàn)
        4.3.3 模塊實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)
    4.4 管理及協(xié)調(diào)模塊的設(shè)計與實現(xiàn)
        4.4.1 模塊功能概述
        4.4.2 模塊實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)
    4.5 手工控制和策略生成模塊的設(shè)計與實現(xiàn)
        4.5.1 模塊的功能概述
        4.5.2 模塊實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)
    4.6 系統(tǒng)內(nèi)部通信協(xié)議的設(shè)計與實現(xiàn)
        4.6.1 概述
        4.6.2 關(guān)鍵設(shè)計與實現(xiàn)
    4.7 低功耗管控系統(tǒng)接口定義
        4.7.1 概述
        4.7.2 主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
        4.7.3 關(guān)鍵接口定義
    4.8 本章小結(jié)
第五章 低功耗管控實驗與測試
    5.1 測試環(huán)境與測試方法
        5.1.1 測試的軟硬件環(huán)境
        5.1.2 測試的指標
        5.1.3 測試方法及方案
    5.2 測試結(jié)果和分析
    5.3 系統(tǒng)功能測試
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
    論文工作總結(jié)
    未來工作展望
參考文獻
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]操作系統(tǒng)電源管理研究進展[J]. 趙霞,陳向群,郭耀,楊芙清.  計算機研究與發(fā)展. 2008(05)
[2]低能耗軟件設(shè)計中的性能無損電壓調(diào)度技術(shù)研究[J]. 雷霆,李曦,周學(xué)海.  計算機研究與發(fā)展. 2006(06)
[3]基于語法樹的實時動態(tài)電壓調(diào)節(jié)低功耗算法[J]. 易會戰(zhàn),陳娟,楊學(xué)軍,劉喆.  軟件學(xué)報. 2005(10)



本文編號：3298883