支持動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度的多核分布式操作系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、多核系統(tǒng)資源分布的全局復(fù)雜性給資源管理和利用帶來困難，利用多核操作系統(tǒng)管理全局資源能有效提高系統(tǒng)資源利用率，因此對(duì)多核操作系統(tǒng)進(jìn)行研究具有重要意義。本文使用非均衡模式設(shè)計(jì)多核分布式操作系統(tǒng)，需要解決節(jié)點(diǎn)間通信和系統(tǒng)資源利用的問題。為解決通信問題，本文移植了實(shí)驗(yàn)室已有的兼容于MPI的消息庫，節(jié)點(diǎn)間通信通過應(yīng)用層、消息層和硬件抽象層中的功能模塊完成。本文工作的主要目標(biāo)是為用戶透明使用多核系統(tǒng)資源提供支持，為此實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行時(shí)調(diào)度功能，以及基于運(yùn)

2、行時(shí)調(diào)度結(jié)果的并行應(yīng)用執(zhí)行。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、胖骺毓?jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了資源統(tǒng)計(jì)和運(yùn)行時(shí)調(diào)度功能。統(tǒng)計(jì)模塊建立多個(gè)接收進(jìn)程實(shí)現(xiàn)資源信息的收集，通過使用共享內(nèi)存創(chuàng)建資源池以實(shí)現(xiàn)全局資源信息存儲(chǔ)。在此基礎(chǔ)上采用動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度技術(shù)，在程序執(zhí)行時(shí)進(jìn)行任務(wù)調(diào)度和分派，以當(dāng)前可用系統(tǒng)資源信息為依據(jù)，將并行任務(wù)分配到運(yùn)算節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行，從而有效提高系統(tǒng)資源利用效率以及應(yīng)用加速比。此外，為保證可擴(kuò)展性，統(tǒng)計(jì)模塊在讀入網(wǎng)絡(luò)配置文件后將自動(dòng)建立統(tǒng)計(jì)環(huán)境，實(shí)時(shí)

3、地為動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度提供與運(yùn)算節(jié)點(diǎn)通信所需的映射文件。
　?、七\(yùn)算節(jié)點(diǎn)提供了擴(kuò)展層功能，通過接收主控節(jié)點(diǎn)發(fā)送的配置信息，運(yùn)算節(jié)點(diǎn)只統(tǒng)計(jì)所需信息項(xiàng)。通過在系統(tǒng)初始化時(shí)設(shè)置映射信息，資源統(tǒng)計(jì)任務(wù)和加載任務(wù)能夠在不同網(wǎng)絡(luò)規(guī)模下與主控節(jié)點(diǎn)完成通信從而保證系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。為支持運(yùn)行時(shí)調(diào)度，運(yùn)算節(jié)點(diǎn)接收主控節(jié)點(diǎn)以消息的形式傳遞的調(diào)度映射結(jié)果，使用分頁機(jī)制為并行任務(wù)分配存儲(chǔ)調(diào)度信息的私有空間，并通過參數(shù)傳遞將調(diào)度結(jié)果等信息傳遞給并行任務(wù)，從而保證各

4、并行任務(wù)正確執(zhí)行當(dāng)前功能。
　　⑶主控節(jié)點(diǎn)和運(yùn)算節(jié)點(diǎn)協(xié)作完成并行應(yīng)用的調(diào)度、分發(fā)、任務(wù)建立和執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行時(shí)調(diào)度和執(zhí)行并行應(yīng)用的功能，為有效利用系統(tǒng)資源提供了支持。最后，在多核仿真平臺(tái)上，通過執(zhí)行并行應(yīng)用對(duì)分布式多核操作系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果表明該多核操作系統(tǒng)能夠正確地執(zhí)行基于MMPI的并行應(yīng)用程序；測(cè)試了一個(gè)并行應(yīng)用執(zhí)行過程中調(diào)度、分發(fā)、任務(wù)建立和執(zhí)行各階段的開銷，評(píng)估了應(yīng)用規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模對(duì)調(diào)度結(jié)果與各階段執(zhí)行開銷的影響，為