基于多核的任務調(diào)度研究與實現(xiàn).pdf

1、人們對計算機計算能力的需求總是不斷增長的，提高計算機計算能力的主要方法有提高單處理器的性能和采用多處理器。
　　 提高單處理器的性能主要有兩個途徑：一是提高主頻，二是提高每個時鐘周期內(nèi)的指令執(zhí)行數(shù)(IPC)。由于受到功耗和頻率的限制，進一步提高單處理器的主頻受到限制。提高IPC的方法主要有時間重疊如流水線處理器、資源重疊如超標量處理器，這些都是指令級并行(ILP)，一段程序內(nèi)的指令因結(jié)構(gòu)相關(guān)、數(shù)據(jù)相關(guān)、控制相關(guān)等原因，進一步提高

2、IPC也是受限的。
　　 近年來，研究人員和處理器廠商將提高計算機計算能力的方法轉(zhuǎn)移到多處理器結(jié)構(gòu)上來，紛紛采用了多核、多處理機、集群等并行體系結(jié)構(gòu)。
　　 本文首先總結(jié)了提高單處理器性能的方法，分析了這些方法受到限制的原因。對多處理器結(jié)構(gòu)按耦合度和訪存模型進行了分類，分析了多處理器結(jié)構(gòu)應用中遇到的主要問題：操作系統(tǒng)的多處理器任務調(diào)度、支持并行的程序設(shè)計語言、支持并行的程序設(shè)計技術(shù)、支持并行的編譯和優(yōu)化技術(shù)。其中，多處理

3、器的任務調(diào)度是本文研究的主要問題。
　　 文中從單處理器的任務調(diào)度出發(fā)，比較了單處理器和多處理器的任務調(diào)度的差別，多處理器任務調(diào)度的關(guān)鍵問題是負載均衡，指出了負載均衡的難點：負載指標的選擇、遷移任務的選擇等。多處理器的任務調(diào)度方法按任務分配時機分為靜態(tài)任務調(diào)度和動態(tài)任務調(diào)度。
　　 隨著多核處理器的廣泛應用，該文以多核作為多處理器任務調(diào)度的環(huán)境模型，比較詳細地研究了多核任務調(diào)度，總結(jié)了國內(nèi)外在該領(lǐng)域的研究成果，分析了靜態(tài)

4、任務調(diào)度和動態(tài)任務調(diào)度的調(diào)度模型和調(diào)度算法。
　　 該文以開源Linux2.6內(nèi)核的任務調(diào)度算法及其具體實現(xiàn)為基礎(chǔ)，詳細分析了Linux2.6內(nèi)核任務調(diào)度算法和相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以及Linux2.6內(nèi)核對多核的支持。指出了Linux2.6內(nèi)核的多核任務調(diào)度算法需要改進的地方，提出了改進算法，通過修改Linux2.6內(nèi)核的任務調(diào)度程序源代碼實現(xiàn)了改進算法，進行了比較測試實驗。測試結(jié)果表明，該改進算法提高了多核任務調(diào)度的效率，有助于提