基于移動(dòng)代理的異構(gòu)計(jì)算中的負(fù)載平衡研究.pdf

1、課題基于移動(dòng)代理對(duì)異構(gòu)計(jì)算的負(fù)載平衡問題做了一些研究.首先對(duì)移動(dòng)代理的特點(diǎn)、優(yōu)勢及形式化作了闡述,與其它模型作了比較,并對(duì)其性能進(jìn)行了分析.隨后的研究內(nèi)容包括:利用移動(dòng)代理對(duì)機(jī)器的負(fù)載狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控、基于移動(dòng)代理改進(jìn)MPI并行程序的負(fù)載平衡、基于移動(dòng)代理的并行計(jì)算框架、移動(dòng)代理的負(fù)載平衡過程的數(shù)學(xué)分析、負(fù)載平衡的算法和策略、動(dòng)態(tài)期望調(diào)度算法以及利用遺傳算法增強(qiáng)移動(dòng)代理的調(diào)度能力等.負(fù)載監(jiān)控是負(fù)載平衡模型中的一個(gè)重要組成部分,為負(fù)載平衡

2、決策提供基礎(chǔ).多數(shù)負(fù)載監(jiān)控是為同構(gòu)的計(jì)算環(huán)境設(shè)計(jì)的,不能滿足異構(gòu)計(jì)算的需要.或者是針對(duì)特定的異構(gòu)環(huán)境,開發(fā)難度大,擴(kuò)展性和移植性差.為了基于移動(dòng)代理研究異構(gòu)計(jì)算環(huán)境的負(fù)載平衡的目的,我們提出了基于移動(dòng)代理進(jìn)行負(fù)載監(jiān)控.該方法能夠簡化程序的開發(fā)難度,降低網(wǎng)絡(luò)的開銷,動(dòng)態(tài)檢測異構(gòu)計(jì)算環(huán)境中各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載狀況,為負(fù)載平衡提供了基礎(chǔ).在異構(gòu)計(jì)算環(huán)境下編程通常利用像PVM、MPI這樣的消息傳遞庫.基于這些庫的并行程序由一組互相通信的進(jìn)程或線程組成.

3、要想有效使用異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng),需要程序員在各計(jì)算機(jī)間均勻分配并行任務(wù),而且,他還要考慮背景負(fù)載這樣的動(dòng)態(tài)因素.由于在MPI環(huán)境中缺少負(fù)載平衡機(jī)制,很可能會(huì)使某些已經(jīng)很忙的機(jī)器超載,導(dǎo)致性能惡化.如果MPI并行任務(wù)能有選擇地在輕載機(jī)器上運(yùn)行,排除重載機(jī)器,將會(huì)提高系統(tǒng)的性能.我們提出了一個(gè)基于移動(dòng)代理的方法改進(jìn)MPI并行程序的負(fù)載平衡.在基于移動(dòng)代理負(fù)載監(jiān)控的基礎(chǔ)上,獲得系統(tǒng)中各個(gè)機(jī)器的負(fù)載信息,將其中負(fù)載較輕的節(jié)點(diǎn)找出來構(gòu)成一個(gè)子集群,這樣

4、就可把MPI并行任務(wù)調(diào)度到該子集群中的機(jī)器上執(zhí)行,從而加快并行程序的運(yùn)行.由于用PVM和MPI開發(fā)的并行程序在異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)中不能無縫移植,如要在各計(jì)算機(jī)上進(jìn)行顯式編譯,以便在其上運(yùn)行;在某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上編譯時(shí),源程序可能需要修改;缺乏任務(wù)調(diào)度和負(fù)載平衡機(jī)制等,使得人們?cè)噲D尋求新的方法解決這些問題.由于移動(dòng)代理能夠沿異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng),在到達(dá)的節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行任務(wù),它們自主決定所采取的行動(dòng),因此能夠根據(jù)負(fù)載的變化選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)器以完成其操作,從而在必要的