网格环境下的科学工作流优化调度策略研究
发布时间：2024-07-04 21:01
随着越来越多科学计算项目的提出与开展,用户对网格环境下的科学工作流管理系统服务质量的问题日益重视。作为科学工作流管理系统中的核心组件,调度策略的优劣对系统的执行效率、资源利用率以及对用户的QoS保障程度有直接而重要的影响。然而,科学应用的多样化导致工作流调度目标呈现多样性。一方面,用户的各种QoS需求之间往往相互联系且相互制约；另一方面,用户的QoS需求与网格系统性能之间的矛盾难以协调与平衡。如何对这些QoS指标进行权衡以提升系统服务质量是工作流调度领域的研究热点。此外,网格系统的动态性和自治性等问题使得资源的可用性、可靠性和负载压力难以准确判断和预测,已有的工作流调度策略经常难以有效适应于现实网格环境,例如保证用户QoS需求中的各种不同的约束性条件。因此,对网格系统中工作流调度策略的研究具有良好的理论价值和实用意义。 本文围绕面向QOS约束的工作流优化调度以及如何增强动态环境下的用户QOS满意度两个方面展开研究。论文的主要研究内容和创新包括： (1)提出了时间约束下基于CRO的工作流费用优化算法 传统的基于分层思想的工作流费用优化算法为工作流任务设定固定的时间窗口,在一定程度上限制了...
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 科学工作流的研究背景
1.1.2 科学工作流的概念与特点
1.1.3 科学工作流调度问题
1.2 国内外研究现状综述
1.2.1 科学工作流调度技术研究
1.2.2 典型的科学工作流管理系统
1.3 课题研究意义
1.4 主要研究内容与论文组织
2 相关理论及研究
2.1 工作流调度模型
2.1.1 工作流模型
2.1.2 调度过程
2.1.3 调度策略
2.2 工作流QoS及调度技术研究
2.2.1 工作流QoS
2.2.2 QoS保障机制
2.2.3 面向QoS的工作流调度技术
2.3 本章小结
3 时间约束下基于CRO的工作流费用优化研究
3.1 引言
3.2 相关研究
3.3 问题描述
3.4 基于CRO的工作流调度算法设计
3.4.1 算法原理
3.4.2 问题编码
3.4.3 适应度函数
3.4.4 初始种群的产生和预选择
3.4.5 四种化学反应操作的设计
3.4.6 算法描述
3.5 实验与结果分析
3.5.1 测试工作流
3.5.2 实验环境设置
3.5.3 算法参数选取分析
3.5.4 算法比较与分析
3.6 本章小结
4 费用约束下基于性能评估的工作流调度算法研究
4.1 引言
4.2 相关研究
4.3 问题描述及定义
4.4 性能评估模型
4.5 费用约束下基于性能评估的工作流调度算法
4.6 仿真实验与结果分析
4.6.1 实验环境设置
4.6.2 实验结果与分析
4.7 本章小结
5 时间约束下的工作流可靠调度模型与算法研究
5.1 引言
5.2 相关研究
5.3 问题描述
5.4 资源可靠性建模
5.4.1 可靠性模型
5.4.2 任务执行可靠性
5.5 时间约束下的工作流可靠调度算法
5.5.1 时间约束划分方法
5.5.2 算法描述
5.6 仿真实验与结果分析
5.6.1 实验环境设置
5.6.2 可靠性评估模型的分析与比较
5.6.3 算法比较与分析
5.7 本章小结
6 时间保障度增强的工作流系统架构及调度策略研究
6.1 引言
6.2 相关研究
6.3 时间保障度增强的工作流管理系统架构
6.4 调度模块实现方法
6.4.1 基本原理
6.4.2 调度算法
6.5 仿真实验与结果分析
6.5.1 实验环境设置
6.5.2 实验结果与分析
6.6 本章小结
7 总结和展望
7.1 研究工作总结
7.2 下一步研究工作和目标
参考文献
攻读博士学位期间的主要研究成果
致谢
本文编号：4000525
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 科学工作流的研究背景
1.1.2 科学工作流的概念与特点
1.1.3 科学工作流调度问题
1.2 国内外研究现状综述
1.2.1 科学工作流调度技术研究
1.2.2 典型的科学工作流管理系统
1.3 课题研究意义
1.4 主要研究内容与论文组织
2 相关理论及研究
2.1 工作流调度模型
2.1.1 工作流模型
2.1.2 调度过程
2.1.3 调度策略
2.2 工作流QoS及调度技术研究
2.2.1 工作流QoS
2.2.2 QoS保障机制
2.2.3 面向QoS的工作流调度技术
2.3 本章小结
3 时间约束下基于CRO的工作流费用优化研究
3.1 引言
3.2 相关研究
3.3 问题描述
3.4 基于CRO的工作流调度算法设计
3.4.1 算法原理
3.4.2 问题编码
3.4.3 适应度函数
3.4.4 初始种群的产生和预选择
3.4.5 四种化学反应操作的设计
3.4.6 算法描述
3.5 实验与结果分析
3.5.1 测试工作流
3.5.2 实验环境设置
3.5.3 算法参数选取分析
3.5.4 算法比较与分析
3.6 本章小结
4 费用约束下基于性能评估的工作流调度算法研究
4.1 引言
4.2 相关研究
4.3 问题描述及定义
4.4 性能评估模型
4.5 费用约束下基于性能评估的工作流调度算法
4.6 仿真实验与结果分析
4.6.1 实验环境设置
4.6.2 实验结果与分析
4.7 本章小结
5 时间约束下的工作流可靠调度模型与算法研究
5.1 引言
5.2 相关研究
5.3 问题描述
5.4 资源可靠性建模
5.4.1 可靠性模型
5.4.2 任务执行可靠性
5.5 时间约束下的工作流可靠调度算法
5.5.1 时间约束划分方法
5.5.2 算法描述
5.6 仿真实验与结果分析
5.6.1 实验环境设置
5.6.2 可靠性评估模型的分析与比较
5.6.3 算法比较与分析
5.7 本章小结
6 时间保障度增强的工作流系统架构及调度策略研究
6.1 引言
6.2 相关研究
6.3 时间保障度增强的工作流管理系统架构
6.4 调度模块实现方法
6.4.1 基本原理
6.4.2 调度算法
6.5 仿真实验与结果分析
6.5.1 实验环境设置
6.5.2 实验结果与分析
6.6 本章小结
7 总结和展望
7.1 研究工作总结
7.2 下一步研究工作和目标
参考文献
攻读博士学位期间的主要研究成果
致谢
本文编号：4000525
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