网格计算中任务调度算法的分析和研究

论文摘要

随着计算机网络技术的快速发展和应用,网格技术随之而生并成为当前国际计算机技术研究的焦点和前沿问题。它被认为是继Internet技术和Web技术之后的第三次互联网革命,引起了IT各界的高度重视。网格能使地理上分散的各种资源透明地聚集在一起,比较适用于大规模的分布式应用。网格技术可以为用户带来很多好处：能提供各种资源便捷的访问接口,异构环境的资源共享,并能消除信息孤岛。在网格计算中,任务调度技术是网格的核心服务之一。由于网格具有动态性、异构性和多样性等特点,所以采用何种方法将大量的用户任务调度到最优的资源节点上执行一直是国际和国内学术界的重点研究领域。本论文的主要工作和创新性成果如下：（1）深入分析和研究了三种网格体系结构,并分析了它们的区别,同时介绍了几种典型的网格资源管理模型和系统。（2）详细探讨了几种经典的任务调度算法：Min-Min、Max-Min和Sufferage,并从调度跨度和等待时间两方面分析了三种算法各自的优缺点。（3）由于实际网格环境的动态性、异构性等特点,这给任务调度算法的研究带来了巨大的困难。一般会采用网格模拟工具来完成这一工作。本文重点研究了GridSim网格模拟器,并给出了五个进行GridSim循序渐进开发的实例。这为后续的研究工作奠定了基础。（4）采用GridSim网格仿真工具进行了多组对比实验,分析探讨了影响网格系统性能的经济因素和非经济因素以及这些因素的具体影响程度。另外,还研究了资源内部分配策略对系统性能的影响情况。本文实验获得的这些结论在一定程度上可以为以后的网格任务调度算法的改进提供较好的实验参考依据。

论文目录

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 课题的研究背景

1.1.1 网格的基本概念

1.1.2 网格的分类

1.2 网格技术的发展动态

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 网格技术的应用领域

1.4 论文的组织结构

第二章网格计算任务调度技术研究

2.1 网格的体系结构

2.1.1 网格体系结构的概念

2.1.2 五层沙漏结构

2.1.3 开放服务网格体系结构OGSA

2.1.4 Web服务资源框架WSRF

2.2 网格的资源管理类型

2.2.1 分层模型

2.2.2 抽象所有者模型

2.2.3 经济/市场模型

2.2.4 三种模型的应用

2.3 网格任务调度技术

2.3.1 网格任务调度的特点

2.3.2 网格任务调度的目标

2.4 本章小结

第三章经典任务调度算法的研究

3.1 启发式任务调度算法

3.1.1 启发式任务调度算法的分类

3.1.2 启发式任务调度算法的研究价值

3.2 Min-Min调度算法

3.2.1 算法数学模型定义

3.2.2 Min-Min算法的调度过程

3.2.3 Min-Min算法的性能分析

3.2.4 Min-Min算法的不足

3.2.5 Min-Min算法的改进算法Max-Min

3.3 Sufferage调度算法

3.3.1 算法数学模型定义

3.3.2 Sufferage算法的调度过程

3.3.3 Sufferage算法的性能分析

3.3.4 Sufferage算法的不足及改进算法

3.4 本章小结

第四章网格模拟工具GridSim研究

4.1 GridSim简介

4.1.1 GridSim的关键特征

4.1.2 GridSim的体系结构

4.2 基于GridSim的网格模拟仿真过程

4.2.1 GridSim仿真步骤

4.2.2 GridSim仿真开发实例

4.3 基于GridSim的网格调度算法模拟

4.4 图形化用户界面建模工具Visual Modeler

4.5 本章小结

第五章网格任务调度算法的不确定性研究

5.1 问题的提出

5.2 网格计算环境中与任务调度相关的因素

5.2.1 网格计算中的任务调度机制

5.2.2 网格计算中的经济因素

5.2.3 网格计算中的非经济因素

5.3 经济因素对系统性能的影响

5.3.1 实验环境

5.3.2 实验方案

5.3.3 实验结果与分析

5.4 非经济因素对系统性能的影响

5.4.1 实验环境

5.4.2 实验方案

5.4.3 实验结果与分析

5.5 资源内部调度策略对系统性能的影响

5.5.1 实验环境

5.5.2 实验方案

5.5.3 实验结果与分析

5.6 实验结论

5.7 本章小结

第六章总结和展望

6.1 全文的工作总结

6.2 将来的工作展望

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者和导师简介

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