遙感產(chǎn)品生產(chǎn)集群中動(dòng)態(tài)雙向匹配任務(wù)調(diào)度算法的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著遙感綜合應(yīng)用的不斷深化和遙感商業(yè)的興起以及遙感數(shù)據(jù)獲取領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，在遙感數(shù)據(jù)質(zhì)量提高的同時(shí)體量也急劇增長(zhǎng)，給遙感數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)化處理帶來挑戰(zhàn)。為了提升遙感數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化系統(tǒng)的實(shí)用性，研制高效的遙感數(shù)據(jù)處理集群系統(tǒng)用于提高遙感數(shù)據(jù)處理的效能變得非常必要。在引入高性能集群處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)快速高效處理的過程，任務(wù)調(diào)度算法作為高性能集群處理系統(tǒng)的核心組成部分，對(duì)提高整個(gè)集群系統(tǒng)的性能起到關(guān)鍵作用，受到了研究人員和工程人員的密切關(guān)注。

2、r>　　遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群系統(tǒng)中，具有遙感數(shù)據(jù)任務(wù)量多、任務(wù)類型相對(duì)單一、計(jì)算節(jié)點(diǎn)利用率不均衡等特點(diǎn)，在目前已有的一些集群任務(wù)調(diào)度算法中，在某些方面存在一些不足，比如計(jì)算節(jié)點(diǎn)的利用不均衡、系統(tǒng)吞吐量小、任務(wù)調(diào)度時(shí)平均等待時(shí)間長(zhǎng)等，難于滿足遙感數(shù)據(jù)處理的需要。針對(duì)上述問題，本文在研究有關(guān)任務(wù)調(diào)度算法的基礎(chǔ)上，考慮在遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群系統(tǒng)中，對(duì)遙感數(shù)據(jù)處理的時(shí)效性評(píng)估可以從處理效率和計(jì)算資源利用率兩個(gè)角度進(jìn)行，并因此提出了一種結(jié)合遙感數(shù)據(jù)處理先

3、驗(yàn)值的動(dòng)態(tài)雙向匹配調(diào)度算法，即同步考慮先驗(yàn)值、任務(wù)情況和計(jì)算節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的雙向調(diào)度的方法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法對(duì)集群系統(tǒng)中遙感數(shù)據(jù)處理效能有明顯的提高。
　　本文主要的研究?jī)?nèi)容和貢獻(xiàn)：
　?。?）設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種動(dòng)態(tài)雙向匹配調(diào)度算法
　　通過對(duì)遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群系統(tǒng)的總體功能以及架構(gòu)分析，提出了一種任務(wù)調(diào)度算法模型，即結(jié)合遙感數(shù)據(jù)處理先驗(yàn)值的動(dòng)態(tài)雙向匹配調(diào)度算法。該任務(wù)調(diào)度模型是由面向任務(wù)隊(duì)列模型和面向計(jì)算節(jié)點(diǎn)隊(duì)列模型兩個(gè)部分組

4、成：在結(jié)合先驗(yàn)值的情況下，一方面面向任務(wù)時(shí)考慮任務(wù)等待時(shí)間和任務(wù)量大小等來確定任務(wù)隊(duì)列；另一方面面向計(jì)算資源時(shí)，在動(dòng)態(tài)獲取計(jì)算資源負(fù)載率的情況下，形成一個(gè)計(jì)算資源隊(duì)列；將最優(yōu)計(jì)算資源匹配給優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)，從而完成任務(wù)和計(jì)算資源的動(dòng)態(tài)雙向匹配。
　?。?）設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種動(dòng)態(tài)切換任務(wù)調(diào)度算法的切換策略
　　在集群處理系統(tǒng)的優(yōu)化過程中會(huì)出現(xiàn)新的任務(wù)調(diào)度算法，但是隨著集群處理系統(tǒng)處理的任務(wù)，環(huán)境的不同，新的算法不一定適合于所有的

5、運(yùn)行場(chǎng)景，而以往的一些調(diào)度算法有可能會(huì)適用于某些場(chǎng)景，根據(jù)集群系統(tǒng)處理任務(wù)或者場(chǎng)景的不同，合理的切換不同的任務(wù)調(diào)度算法，使集群系統(tǒng)能夠正常高效的運(yùn)行。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種動(dòng)態(tài)切換任務(wù)調(diào)度算法的切換策略，根據(jù)任務(wù)調(diào)度算法的特征值提取，找到對(duì)該任務(wù)調(diào)度算法影響因子最大的特征值，進(jìn)行調(diào)度算法的切換，增加了集群系統(tǒng)的靈活性。
　?。?）將提出的結(jié)合遙感數(shù)據(jù)處理先驗(yàn)值的動(dòng)態(tài)雙向匹配調(diào)度算法和設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)切換任務(wù)調(diào)度算法策略運(yùn)用到遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集