基于多核的任務(wù)調(diào)度研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、人們對(duì)計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的需求總是不斷增長(zhǎng)的，提高計(jì)算機(jī)計(jì)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(gè)途徑：一是提高主頻，二是提高每個(gè)時(shí)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(jìn)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(shí)間重疊如流水線(xiàn)處理器、資源重疊如超標(biāo)量處理器，這些都是指令級(jí)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(jìn)一步提高

2、IPC也是受限的。
　　 近年來(lái)，研究人員和處理器廠商將提高計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的方法轉(zhuǎn)移到多處理器結(jié)構(gòu)上來(lái)，紛紛采用了多核、多處理機(jī)、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(duì)多處理器結(jié)構(gòu)按耦合度和訪(fǎng)存模型進(jìn)行了分類(lèi)，分析了多處理器結(jié)構(gòu)應(yīng)用中遇到的主要問(wèn)題：操作系統(tǒng)的多處理器任務(wù)調(diào)度、支持并行的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、支持并行的程序設(shè)計(jì)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(wù)調(diào)度是本文研究的主要問(wèn)題。
　　 文中從單處理器的任務(wù)調(diào)度出發(fā)，比較了單處理器和多處理器的任務(wù)調(diào)度的差別，多處理器任務(wù)調(diào)度的關(guān)鍵問(wèn)題是負(fù)載均衡，指出了負(fù)載均衡的難點(diǎn)：負(fù)載指標(biāo)的選擇、遷移任務(wù)的選擇等。多處理器的任務(wù)調(diào)度方法按任務(wù)分配時(shí)機(jī)分為靜態(tài)任務(wù)調(diào)度和動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度。
　　 隨著多核處理器的廣泛應(yīng)用，該文以多核作為多處理器任務(wù)調(diào)度的環(huán)境模型，比較詳細(xì)地研究了多核任務(wù)調(diào)度，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外在該領(lǐng)域的研究成果，分析了靜態(tài)

4、任務(wù)調(diào)度和動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度的調(diào)度模型和調(diào)度算法。
　　 該文以開(kāi)源Linux2.6內(nèi)核的任務(wù)調(diào)度算法及其具體實(shí)現(xiàn)為基礎(chǔ)，詳細(xì)分析了Linux2.6內(nèi)核任務(wù)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(duì)多核的支持。指出了Linux2.6內(nèi)核的多核任務(wù)調(diào)度算法需要改進(jìn)的地方，提出了改進(jìn)算法，通過(guò)修改Linux2.6內(nèi)核的任務(wù)調(diào)度程序源代碼實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)算法，進(jìn)行了比較測(cè)試實(shí)驗(yàn)。測(cè)試結(jié)果表明，該改進(jìn)算法提高了多核任務(wù)調(diào)度的效率，有助于提