并行环境下动态负载平衡方法的研究与实现

发布时间：2020-05-07 13:41

【摘要】：并行计算是实现高性能计算的有效途径,经过几十年的发展,并行计算已经广泛地应用于工程设计、科学计算和计算机系统等领域中。在现有硬件的基础上,为了提高并行计算的效率,负载平衡问题一直是研究的热点。动态负载平衡方法在灵活性、处理非规则问题方面具有优势,动态负载平衡技术受到了越来越多的关注。在并行系统中,可用资源的动态性和时延因素都会影响动态负载平衡方法的效率。对于可用资源的动态性问题,通过集群作业管理系统可以更好地管理并行任务,多数集群作业管理系统提供了支持并行系统的功能,但在基于资源的任务划分方面欠缺考虑。对于时延因素的影响,国外学者对时延负载平衡进行了深入的研究,并提出了相应的验证方法,但是,这些验证方法在时变时延、规模可扩展方面有所不足。本文针对集群作业管理系统对并行系统的支持和时延动态负载平衡进行相关研究。首先,深入分析了集群作业管理系统Torque源代码,在此基础上,通过在Torque中加入动态划分策略,提高了并行任务的执行效率、系统的平衡性和整体利用率,并通过实验验证了所提方法的有效性。其次,提出一种基于反馈控制理论的时延动态负载平衡模型,给出了最优负载平衡增益值的计算方法,并采用离散事件模拟了时延负载平衡系统。通过比较分析不同条件下的最优负载平衡增益值,验证了模型的正确性和有效性。通过比较不同划分策略时的系统平衡时间,说明了时延对系统负载平衡效率的影响。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP338.6

【参考文献】