網(wǎng)格中基于自適應(yīng)容錯機制的任務(wù)調(diào)度算法.pdf

1、網(wǎng)格作為一種異構(gòu)的、動態(tài)的平臺，其任務(wù)調(diào)度的目標(biāo)是在滿足一定的服務(wù)質(zhì)量、性能指標(biāo)和優(yōu)先級約束的前提下，將可以并行執(zhí)行的任務(wù)按照合理的分配策略映射到相應(yīng)的資源節(jié)點上合理有序的執(zhí)行，達(dá)到總的執(zhí)行時間最優(yōu)。不同于傳統(tǒng)的網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度，無線傳感器網(wǎng)格中的任務(wù)調(diào)度更為復(fù)雜，因為必須考慮無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量受限、計算能力有限、帶寬低不穩(wěn)定等特點帶來的影響，以及不同應(yīng)用和用戶提交的任務(wù)調(diào)度失敗該如何進(jìn)行容錯處理的問題，因此如何將現(xiàn)有的任務(wù)調(diào)度算法跟無線傳

2、感器網(wǎng)格相結(jié)合，盡量實現(xiàn)最優(yōu)時間跨度并按照一定策略進(jìn)行自適應(yīng)的容錯處理就成為一個非常有意義的研究方向。
　　 本論文介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)格的融合及意義，提出了將無線傳感器網(wǎng)格中的任務(wù)調(diào)度劃分為兩個階段：數(shù)據(jù)收集階段和分析計算階段。數(shù)據(jù)收集階段要在分析計算階段開始之前完成，傳感器網(wǎng)絡(luò)收集完成任務(wù)所需的全部原始數(shù)據(jù)，然后利用網(wǎng)格技術(shù)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行計算并最終完成任務(wù)。這樣可以有效減少無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的計算任務(wù)，使傳感器節(jié)點專注

3、于收集和傳輸信息，節(jié)省了電源的能量；并且可以有效利用網(wǎng)格技術(shù)處理所有的計算任務(wù)，提高計算的效率和準(zhǔn)確率。在網(wǎng)格中，本論文提出了基于復(fù)制策略的遺傳禁忌搜索算法(REP_GA_TS)：根據(jù)關(guān)鍵任務(wù)的優(yōu)先級，采用作業(yè)復(fù)制的策略對關(guān)鍵任務(wù)在多個資源節(jié)點進(jìn)行部署，能夠有效的減少關(guān)聯(lián)任務(wù)之間的通信延遲；遺傳禁忌搜索算法能夠有效的克服GA調(diào)度算法早熟和收斂性差的缺點，并能夠有效提高TS調(diào)度算法的效率。在WSN中，本論文提出了基于圖元神經(jīng)GN的模式匹配

4、算法，能夠有效降低傳感器節(jié)點環(huán)境感知、數(shù)據(jù)傳遞等任務(wù)消耗的能量，延長節(jié)點壽命。在任務(wù)調(diào)度出現(xiàn)錯誤的情況下本論文采用自適應(yīng)的容錯策略AFT_REP_GA_TS的任務(wù)調(diào)度算法，根據(jù)錯誤級別進(jìn)行自適應(yīng)的容錯處理，以最大的限度確保任務(wù)的成功執(zhí)行。本論文對比分析了常見的網(wǎng)格模擬器并重點介紹了Gridsim仿真工具，最后通過一系列的仿真實驗通過收斂時間和makespan兩個重要參數(shù)，驗證了本文提出的GA_TS、REP_GA_TS任務(wù)調(diào)度算法和自適應(yīng)

5、容錯策略的有效性及調(diào)度效率。
　　 本論文還存在著一些不足需要今后繼續(xù)進(jìn)行研究：本論文對無線傳感器網(wǎng)格分析不夠深入，如何構(gòu)建一個完善的任務(wù)調(diào)度策略來進(jìn)行網(wǎng)格和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)調(diào)度是今后研究的重點；遺傳算法明顯收斂時進(jìn)行禁忌搜索，但是明顯收斂的條件很難明確界定，如果過早停止遺傳算法，則選擇出的最優(yōu)染色體在禁忌搜索算法中不一定能得到最優(yōu)的結(jié)果；如果停止遺傳算法過晚，會增加整體的執(zhí)行時間。今后的研究重點將是設(shè)計一個合理的閾值，使遺