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第1章 绪论1

1.1 高性能计算机发展历程1

1.2 异构计算系统概述2

1.3 典型异构计算3

1.3.1 P2P计算3

1.3.2 集群计算4

1.3.3 网格计算5

1.3.4 多核CPU与众核协同计算8

1.3.5 云计算9

1.4 小结12

第2章 异构系统任务调度13

2.1 异构系统资源特征13

2.2 资源管理与任务调度13

2.3 异构分布式系统资源管理14

2.3.1 SLURM14

2.3.2 PBS14

2.3.3 YARN15

2.4 调度问题分类15

2.5 任务间具有优先约束DAG调度模型17

2.5.1 DAG应用程序实例17

2.5.2 基于DAG的应用任务图18

2.5.3 目标处理系统19

2.6 基于DAG模型调度策略19

2.7 启发式调度算法22

2.8 经典启发式调度算法24

2.8.1 DLS算法24

2.8.2 MH算法25

2.8.3 HEFT算法26

2.9 小结27

第3章 基于动态通信竞争的调度算法28

3.1 考虑通信竞争调度技术概述28

3.2 任意处理机网络异构系统优先权计算问题29

3.3 动态通信竞争调度算法30

3.3.1 表调度算法优化目标函数30

3.3.2 考虑动态通信竞争的通信链路搜索算法31

3.3.3 调度算法32

3.3.4 算法时间复杂度分析33

3.4 调度算法实例34

3.5 实验与性能评价35

3.5.1 随机应用程序任务图35

3.5.2 任意处理机网络计算系统36

3.5.3 随机应用程序实验结果36

3.5.4 实际应用问题39

3.6 考虑动态通信竞争并行调度策略41

3.6.1 并行表调度算法概述41

3.6.2 基于动态通信竞争的并行表调度算法42

3.7 小结43

第4章 任务复制调度策略44

4.1 任务调度体系结构44

4.2 任务调度定义45

4.2.1 基于异构系统的DAG任务调度权值45

4.2.2 任务调度属性46

4.3 基于任务复制的表调度算法47

4.3.1 任务优先级计算47

4.3.2 任务复制与调度48

4.3.3 算法时间复杂度分析49

4.4 性能评价49

4.4.1 随机应用程序DAG任务图50

4.4.2 考虑异构系统特性的优先级计算方法实验结果51

4.4.3 随机DAG任务实验结果52

4.4.4 实际应用程序实验结果54

4.5 小结54

第5章 可靠性感知的任务调度55

5.1 异构系统可靠性55

5.1.1 可靠性概述55

5.1.2 计算系统故障特性56

5.2 可靠性感知调度研究57

5.2.1 系统可靠性与任务调度57

5.2.2 软件容错技术58

5.2.3 可靠性分析技术59

5.2.4 可靠容错调度59

5.3 可靠性调度模型60

5.3.1 计算资源模型61

5.3.2 可靠性感知的调度体系结构62

5.3.3 并行任务执行基本概念62

5.4 可靠性分析63

5.4.1 链路竞争通信路经查找63

5.4.2 通信可靠性分析64

5.4.3 任务可靠性分析65

5.5 任务调度算法66

5.5.1 任务优先级计算66

5.5.2 任务复制策略67

5.6 仿真实验结果68

5.6.1 性能评价指标68

5.6.2 仿真实验平台68

5.6.3 随机产生应用程序69

5.6.4 随机应用程序实验结果69

5.6.5 实际应用问题性能评价72

5.7 小结73

第6章 网格分层调度理论74

6.1 网格分层调度模型74

6.1.1 层次体系结构74

6.1.2 分布式并行应用程序75

6.2 虚拟节点局部任务调度75

6.2.1 虚拟节点76

6.2.2 任务执行行为可靠性分析76

6.2.3 局部调度算法79

6.2.4 局部调度算法时间复杂度分析81

6.3 全局任务调度81

6.3.1 应用程序可靠性分析81

6.3.2 可靠性驱动的层次调度算法82

6.4 性能评价83

6.4.1 性能评价标准84

6.4.2 随机产生的分布式应用程序实验结果84

6.4.3 实际应用程序实验结果88

6.5 小结89

第7章 考虑任务执行行为安全性调度方法90

7.1 异构计算系统安全可信性90

7.2 可信计算与考虑安全性的调度研究91

7.3 考虑安全性的应用程序模型94

7.4 信任值动态量化计算95

7.4.1 信任的定义96

7.4.2 实体间信任的动态特性97

7.4.3 基于微分对策技术的信任计算方法98

7.4.4 信任值计算实例100

7.5 任务执行行为安全性开销101

7.5.1 安全开销模型101

7.5.2 任务安全性分析102

7.6 任务执行行为安全性调度算法103

7.6.1 任务优先级计算104

7.6.2 安全性驱动的任务调度算法104

7.6.3 时间复杂度分析105

7.7 算法性能评价106

7.7.1 随机应用程序实验结果106

7.7.2 实际应用程序111

7.8 小结112

第8章 任务计算量服从随机分布调度理论113

8.1 任务计算量随机性113

8.2 随机性与任务调度114

8.3 随机任务调度115

8.4 随机调度问题调度长度期望值下限117

8.5 并行应用程序DAG近似路径长度119

8.5.1 并行应用程序随机任务DAG模型119

8.5.2 串-并结构随机任务路径长度计算120

8.6 随机动态级调度算法122

8.6.1 计算DAG模型中随机任务b-level122

8.6.2 随机动态级调度算法124

8.7 随机调度算法性能126

8.7.1 性能评价指标127

8.7.2 随机并行应用程序DAG任务图127

8.7.3 随机DAG任务调度实验结果128

8.7.4 特殊随机DAG应用程序实验132

8.8 小结133

第9章 能耗感知随机任务调度策略135

9.1 异构计算系统能耗135

9.2 系统模型136

9.2.1 异构计算系统136

9.2.2 任务模型136

9.2.3 能耗计算模型137

9.3 时限能耗约束任务调度问题138

9.3.1 单处理器任务执行时间138

9.3.2 异构计算系统BoT应用程序调度长度139

9.3.3 时限和能耗约束的随机调度数学模型140

9.4 时限能耗约束任务调度算法141

9.4.1 任务执行权值近似计算141

9.4.2 时限能耗约束随机任务调度算法142

9.4.3 算法时间复杂度145

9.5 性能评价145

9.5.1 实验环境设置145

9.5.2 随机任务性能评价146

9.5.3 实际应用程序性能评价150

9.6 小结150

参考文献151

编后记160