網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的性能評(píng)估和調(diào)度算法研究.pdf

1、計(jì)算理論的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的進(jìn)步為計(jì)算的模式和結(jié)構(gòu)帶來了日新月異的變化.隨著硬件設(shè)計(jì)和制造能力的提高,盡管計(jì)算設(shè)備的計(jì)算能力越來越高,但是仍然不能滿足復(fù)雜性日益增加的大規(guī)模的要求,有許多應(yīng)用仍無法實(shí)現(xiàn).同時(shí),由于專用高性能計(jì)算機(jī)的研究和制造的成本極高,從而極大限制了高性能計(jì)算能力的普及水平.因此,從計(jì)算能力的可擴(kuò)展性以及降低計(jì)算費(fèi)用這兩方面因素考慮,我們認(rèn)為對(duì)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算有關(guān)理論和技術(shù)進(jìn)行研究是非常必要的.高性能網(wǎng)絡(luò)計(jì)算借助線聯(lián)網(wǎng)絡(luò)將大量

2、計(jì)算資源聯(lián)結(jié)在一起,形成規(guī)模幾乎可以無限擴(kuò)展的強(qiáng)大計(jì)算能力.我們的研究工作主要集重在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的性能評(píng)估和提高這兩個(gè)方面.傳統(tǒng)的研究方法是一種基于觀察數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析的總結(jié)性方法,而我們則在總結(jié)和吸收大量已有研究成果的基礎(chǔ)上,對(duì)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)行了合理的抽象和必要的簡化,歸納出了理想化的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,采用數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行研究.通過對(duì)模型的進(jìn)一步推導(dǎo),我們提出了對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行評(píng)估的策略和依據(jù).同時(shí),針對(duì)影響網(wǎng)絡(luò)計(jì)算系統(tǒng)性能的若干主要

3、因素,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了幾種動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡的方法,并且在仿真程序中對(duì)各種算法進(jìn)行了驗(yàn)證.具體的工作內(nèi)容包括:1.對(duì)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算系統(tǒng)的知識(shí)背景以及該領(lǐng)域的現(xiàn)狀進(jìn)行了較為詳細(xì)的搜集整理工作,在已有研究成果的基礎(chǔ)上規(guī)劃自己的研究方向和路線;2.參照現(xiàn)有的研究成果(主要是具體系統(tǒng)的實(shí)際觀察數(shù)據(jù))對(duì)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型進(jìn)行合理的簡化和抽象,在加入大膽假設(shè)的基礎(chǔ)上,借助排隊(duì)論的有關(guān)知識(shí)建立網(wǎng)絡(luò)計(jì)算過程的數(shù)學(xué)模型;3.在提出的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,從理論上推導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算系統(tǒng)的有

4、關(guān)性能參數(shù),如并行計(jì)算所需時(shí)間代價(jià)的均值和方差等,并以此作為網(wǎng)絡(luò)計(jì)算系統(tǒng)的性能評(píng)估因素;4.根據(jù)前面的推導(dǎo)和和計(jì)算的結(jié)論,同時(shí)考慮到計(jì)算節(jié)點(diǎn)能力的差別,我們制定了并行計(jì)算任務(wù)的靜態(tài)分配策略,并推出相應(yīng)的計(jì)算公式;5.進(jìn)一步考慮計(jì)算過程中系統(tǒng)內(nèi)部情況的變化,提出動(dòng)態(tài)任務(wù)分配的方法;6.根據(jù)提出的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算數(shù)學(xué)模型編程實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算性能評(píng)估仿真器.由于較好的利用了面向?qū)ο蠹夹g(shù),該仿真程序可以很容易進(jìn)行擴(kuò)充,對(duì)不同的調(diào)度方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證.最終研