異構(gòu)并行系統(tǒng)下時(shí)間能耗權(quán)衡優(yōu)化的任務(wù)調(diào)度算法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提出了一種基于時(shí)間?能耗重要性比重的并行任務(wù)調(diào)度算法，在滿足時(shí)間和能耗的雙重限制下，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)并行系統(tǒng)下任務(wù)所用時(shí)間和能耗的權(quán)衡優(yōu)化。本發(fā)明考慮到實(shí)際情況中任務(wù)受各種因素的影響，執(zhí)行時(shí)間不是固定且確定的，而是近似于正態(tài)分布，因此在確定任務(wù)調(diào)度順序時(shí)，不采用以往技術(shù)中使用執(zhí)行時(shí)間平均值的方法，而是將執(zhí)行時(shí)間的平均值和方差同時(shí)考慮進(jìn)來(lái)使用近似權(quán)重。在任務(wù)分配階段，同時(shí)考慮時(shí)間和能耗這兩個(gè)性能指標(biāo)，并能根據(jù)時(shí)間?能耗重要性比重將任務(wù)分配到合適的處理器，實(shí)現(xiàn)時(shí)間和能耗按比重的權(quán)衡優(yōu)化，使系統(tǒng)獲取更高的加權(quán)性能。本發(fā)明的算法與DVFS技術(shù)相結(jié)合，但是同樣適用于同構(gòu)并行系統(tǒng)以及無(wú)DVFS技術(shù)嵌入的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
異構(gòu)并行系統(tǒng)下時(shí)間能耗權(quán)衡優(yōu)化的任務(wù)調(diào)度算法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于異構(gòu)并行系統(tǒng)下任務(wù)調(diào)度領(lǐng)域，更具體的，涉及一種基于時(shí)間-能耗重 要性比重的并行任務(wù)調(diào)度算法，在滿足時(shí)間和能耗的雙重限制下，實(shí)現(xiàn)并行任務(wù)所用時(shí)間 和能耗的權(quán)衡優(yōu)化。
【背景技術(shù)】
[0002] 過(guò)去的幾十年里，人們大多只關(guān)注了計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度，為滿足計(jì)算速度的需求， 從增加晶體管個(gè)數(shù)、提高處理器的頻率到增加處理器的并行度等方式來(lái)提高計(jì)算機(jī)性能， 異構(gòu)并行系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生。然而計(jì)算機(jī)速度越來(lái)越快的同時(shí)隨之而來(lái)的是日益凸顯的能耗 問(wèn)題。由于能耗問(wèn)題的重要性，目前功耗和時(shí)間一樣也作為衡量計(jì)算機(jī)性能的指標(biāo)之一?，F(xiàn) 在有很多技術(shù)用于解決能耗問(wèn)題，如動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整技術(shù)(DVFS，Dynamic Voltage and Frequency Scaling)、資源休眠技術(shù)、內(nèi)存優(yōu)化技術(shù)等。其中，DVFS技術(shù)已經(jīng)嵌入到大多數(shù) 的處理器中。DVFS技術(shù)的本質(zhì)是一種硬件技術(shù)，通過(guò)改變?nèi)蝿?wù)在處理器上運(yùn)行時(shí)處理器的 電壓和頻率來(lái)控制任務(wù)完成的時(shí)間和能耗。
[0003] 任務(wù)調(diào)度是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的基礎(chǔ)課題之一，其核心是調(diào)度算法，通過(guò)不同的調(diào)度算 法可以有效的控制任務(wù)完成的時(shí)間和能耗。由于異構(gòu)并行系統(tǒng)由一組異構(gòu)處理器組成，不 同處理器的特性不同，在處理同一任務(wù)時(shí)所用的時(shí)間和能耗也不相同，這給異構(gòu)并行系統(tǒng) 下的任務(wù)調(diào)度又帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。異構(gòu)并行系統(tǒng)下的任務(wù)調(diào)度是一個(gè)NP完全問(wèn)題，如何將 任務(wù)分配給合適的處理器使得總的完成時(shí)間更短且能耗更少是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的一個(gè)熱 點(diǎn)問(wèn)題。
[0004] 近年來(lái)，不少與DVFS技術(shù)結(jié)合的高效的節(jié)能任務(wù)調(diào)度算法被提出來(lái)，并且取得了 理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。任務(wù)調(diào)度分為兩個(gè)部分:確定任務(wù)調(diào)度順序和任務(wù)的分配。在進(jìn)行任務(wù)分 配時(shí)，大部分算法的分配方案都是，在保證不超過(guò)功耗限制的前提下，最小化任務(wù)完成時(shí) 間，或者是在不超過(guò)時(shí)間限制的前提下，最小化總能耗，即現(xiàn)有算法大部分都只滿足了時(shí)間 和能耗的其中一點(diǎn)，而不能滿足二者的綜合優(yōu)化。另一方面，在確定任務(wù)調(diào)度順序階段，大 多數(shù)算法在決定任務(wù)的調(diào)度順序時(shí)，均假定任務(wù)執(zhí)行時(shí)間是確定且固定的，而實(shí)際情況中， 由于各種因素的影響，任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間是不確定的且近似于正態(tài)分布。另外，很多研究假定 任務(wù)之間是獨(dú)立的，而任務(wù)模型為依賴任務(wù)的任務(wù)調(diào)度則更為復(fù)雜，不適用于這種情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)對(duì)現(xiàn)有研究的不足和可拓展方向的分析，針對(duì)異構(gòu)并行系統(tǒng)下依賴任務(wù)的能 耗優(yōu)化問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于時(shí)間-能耗重要性比重的任務(wù)調(diào)度算法，在滿足時(shí)間和能 耗的雙重限制下，實(shí)現(xiàn)并行任務(wù)所用時(shí)間和能耗的權(quán)衡優(yōu)化。該算法結(jié)合DVFS技術(shù)，根據(jù)時(shí) 間-能耗的重要性比重將任務(wù)分配給合適的處理器及相應(yīng)的電壓級(jí)別，做到根據(jù)比重的權(quán) 衡優(yōu)化，使系統(tǒng)的加權(quán)性能更大。
[0006] 本發(fā)明只考慮時(shí)間和能耗兩個(gè)性能指標(biāo)，而不考慮其他的性能指標(biāo)，所以我們認(rèn) 為時(shí)間重要性所占的比例與能耗所占重要性的比例之和為1.例如當(dāng)時(shí)間特別重要時(shí)，如果 其重要性所占比例為0.8,那么能耗所占重要性比例為0.2,時(shí)間能耗的重要性比重為0.8: 0.2。
[0007] 本發(fā)明提供一種異構(gòu)并行系統(tǒng)下基于時(shí)間-能耗重要性比重的任務(wù)調(diào)度算法，該 算法與已有算法相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0008] 1、考慮實(shí)際情況中任務(wù)受各種因素的影響，執(zhí)行時(shí)間不是固定且確定的，而是類(lèi) 似于正態(tài)分布。符合正態(tài)分布的隨機(jī)變量，實(shí)際的值不僅受平均值的影響而且受方差的影 響。因此在確定任務(wù)調(diào)度順序以及其他一些用到任務(wù)執(zhí)行時(shí)間的地方，本發(fā)明和以往算法 中使用任務(wù)執(zhí)行時(shí)間的平均值不同，而是將平均值和方差同時(shí)考慮進(jìn)去，使用執(zhí)行時(shí)間的 近似權(quán)重。
[0009] 2、本發(fā)明同時(shí)將時(shí)間和能耗作為性能指標(biāo)，能同時(shí)滿足時(shí)間和能耗的需求，并能 根據(jù)時(shí)間-能耗的重要性比重進(jìn)行權(quán)衡優(yōu)化，使系統(tǒng)獲得更高的加權(quán)性能。本發(fā)明同時(shí)適用 于僅將時(shí)間或能耗作為唯一性能指標(biāo)的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1為基于時(shí)間-能耗重要性比重的任務(wù)調(diào)度算法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn) 行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限 定本發(fā)明。
[0012] 如圖1所示，本發(fā)明提供了一種基于時(shí)間-能耗重要性比重的任務(wù)調(diào)度算法，包括 任務(wù)順序的確定、任務(wù)的初次分配、再次優(yōu)化分配。我們將異構(gòu)并行系統(tǒng)模擬為一個(gè)由P個(gè) 異構(gòu)處理器組成的集合PR={PRi，PR 2, .. .，PRP}，PRj為第j個(gè)處理器，第j個(gè)處理器有mj個(gè)電 壓級(jí)別;每個(gè)應(yīng)用程序可以劃分為η個(gè)原子的有依賴關(guān)系的并行任務(wù)，我們將這組并行任務(wù) 模擬為一個(gè)任務(wù)集合V={vi，V2, . . .，Vn}。本發(fā)明具體包括以下幾個(gè)步驟：
[0013] 步驟1獲取信息表，具體包括以下幾個(gè)子步驟：
[0014] (1-1)獲取每個(gè)處理器的活動(dòng)因子α、切換電容C、處理器的靜態(tài)功率Ps、每個(gè)處理 器的電壓級(jí)別層數(shù)m、每個(gè)處理器的每個(gè)電壓級(jí)別的供電電壓V和頻率f。4，(^，浮剛分別為 第j個(gè)處理器的活動(dòng)因子、負(fù)載電容、處理器的靜態(tài)功率和電壓級(jí)別層數(shù); Vj,k，fik分別為第 j個(gè)處理器第k層電壓級(jí)別的供電電壓和頻率，第j個(gè)處理器的第k層電壓級(jí)別用電壓-頻率 對(duì)(Vj,k，fj,k)來(lái)表示；
[0015] (1-2)獲取任務(wù)的依賴關(guān)系集合E，其中ei, j EE代表任務(wù)Vi和Vj間有任務(wù)依賴關(guān)系， 任務(wù)W開(kāi)始執(zhí)行必須先獲取任務(wù)^計(jì)算所得的數(shù)據(jù)，即任務(wù)W必須在任務(wù)^完成之后開(kāi)始；
[0016] (1-3)獲取每個(gè)任務(wù)Vi在每個(gè)處理器的每個(gè)電壓級(jí)別上的執(zhí)行時(shí)間的隨機(jī)變量 )~(//,.j )，w(i，j，k)代表任務(wù)Vi在第j個(gè)處理器第k層電壓級(jí)別上執(zhí)行時(shí)間的隨 機(jī)變量，該變量符合正態(tài)分布；
[0017] (1-4)根據(jù)下面的公式，計(jì)算每個(gè)任務(wù)在每個(gè)處理器的每個(gè)電壓級(jí)上所用能耗：
[0018] N ^ 7 V J ·./. . ·/V y，./v CJ. /' 十，.，.. ，·
[0019] 其中E(i J，k)代表任務(wù)^在第j個(gè)處理器第k層電壓級(jí)別上所用能耗的隨機(jī)變量， 由于w( i，j，k)符合正態(tài)分布，E( i，j，k)也符合正態(tài)分布；
[0020] (1-5)獲取時(shí)間-能耗重要性比重θ: (1-Θ);
[0021] (1 -6)獲取給定的時(shí)間限制MbtotaI和能耗限制EbtcitaI。
[0022]步驟2確定任務(wù)的調(diào)度順序，具體包括以下幾個(gè)子步驟：
[0023] (2-1)根據(jù)所給任務(wù)依賴關(guān)系建立有向無(wú)循環(huán)圖（DAG，directed acyclic graph) G= {N，E}』AG中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)任務(wù)，每個(gè)有向邊代表任務(wù)間的依賴關(guān)系。有向邊ei,j GE的權(quán)重為任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間，本發(fā)明忽略任務(wù)間傳輸數(shù)據(jù)所用的時(shí)間；
[0024] (2-2)計(jì)算G中每個(gè)任務(wù)到結(jié)束任務(wù)的關(guān)鍵路徑長(zhǎng)度的平均近似權(quán)重，即在計(jì)算關(guān) 鍵路徑長(zhǎng)度時(shí)，邊的權(quán)重不再用以往技術(shù)中所使用的任務(wù)執(zhí)行時(shí)間的平均值，而使用任務(wù) 在所有處理器的所有電壓級(jí)別上的執(zhí)行時(shí)間的近似權(quán)重的平均值，任務(wù)^執(zhí)行時(shí)間的近似 權(quán)重定義如下：
[0025]
[0026] 其中，W(Vl)是任務(wù)^的執(zhí)行時(shí)間的隨機(jī)變量，符合正態(tài)分布，E(w(Vl))執(zhí)行時(shí)間的 期望值，Var(w( Vl))為執(zhí)行時(shí)間的方差。我們使用Aw(V1)的平均值:，而不是使用以往 數(shù)據(jù)中W(V 1)的平均值；
[0027] (2-3)將任務(wù)按照遞減的順序排序，得到的順序作為任務(wù)的調(diào)度順序。
[0028] 步驟3計(jì)算每個(gè)任務(wù)在給定時(shí)間限制Mbtotai下需滿足的時(shí)間限制和給定能耗限制 Ebtotal下需滿足的能耗限制，具體包括以下幾個(gè)子步驟：
[0029] (3-1)將G中有向邊ei, j的權(quán)重設(shè)置為任務(wù)Vi執(zhí)行時(shí)間的近似權(quán)重的平均值A(chǔ)vAvi);：
[0030] (3-2)計(jì)算此時(shí)關(guān)鍵路徑的長(zhǎng)度ACPtcitaI;
[0031] (3-3)計(jì)算從起始任務(wù)到每個(gè)任務(wù)^的關(guān)鍵路徑長(zhǎng)度ACP(V1);
[0032] (3-4)計(jì)算每個(gè)任務(wù)在給定時(shí)間限制Mbtotai下需滿足的時(shí)間限制Mb(Vi)，Mb(Vi)的 計(jì)算方式如下：
[0033]
[0034] (3-5)用與計(jì)算任務(wù)執(zhí)行時(shí)間的近似權(quán)重相同的方式，計(jì)算每個(gè)任務(wù)在每個(gè)處理 器的各個(gè)電壓級(jí)別上的能耗的近似權(quán)重，并計(jì)算能耗近似權(quán)重的平均值為^
[0035] (3-6)計(jì)算每個(gè)任務(wù)在給定能耗限制Ebtotai下需滿足的能耗限制Eb(Vi)，Eb(Vi)的 計(jì)算方式如下：
[003<
[0037] 步驟4初次分配，具體包括以下幾個(gè)子步驟：
[0038] (4-1)按順序從任務(wù)調(diào)度列表中取出第一個(gè)任務(wù)V1;
[0039] (4-2)基于已有分配，計(jì)算任務(wù)^在每個(gè)處理器PR^每個(gè)電壓級(jí)別(Vnf^k)上的 執(zhí)行時(shí)間滿足該任務(wù)時(shí)間限制Mb(V1)的概率Pd(i J，k);
[0040] (4-3)計(jì)算任務(wù)^在每個(gè)處理器PR^每個(gè)電壓級(jí)別(VHf^k)上的所消耗能耗滿 足該任務(wù)能耗限制Eb (V1)的概率Pe (i，j，k);
[0041] (4-4)根據(jù)給定的時(shí)間-能耗重要性比重θ:(1-θ)，計(jì)算這個(gè)任務(wù)的概率加權(quán)P (Vi) ,P(Vi)的計(jì)算方式為：
[0042] P(vi) = Pd(i , j ,k)*0+pe(i , j ,k)*(l-0)；
[0043] (4-5)將任務(wù)^分配給概率加權(quán)P(V1)最大的處理器及對(duì)應(yīng)的電壓級(jí)別；
[0044] (4-6)重復(fù)步驟4直到任務(wù)表中的任務(wù)全部取完。
[0045] 步驟5根據(jù)任務(wù)的個(gè)數(shù)選取合適的再分配次數(shù)d，如n/2次，η為任務(wù)的個(gè)數(shù)。
[0046] 步驟6再次分配，具體包括以下幾個(gè)子步驟：
[0047] (6-1)隨機(jī)選取某個(gè)任務(wù)Vi;
[0048] (6-2)維持其他任務(wù)的分配不變，計(jì)算將該任務(wù)分配給每個(gè)處理器PRj的每個(gè)電壓 級(jí)別(Vj,k，fj,k)上的總執(zhí)行時(shí)間不超過(guò)時(shí)間限制MbtOtal的概率PdSyStem(i，j，k);
[0049] (6-3)計(jì)算將該任務(wù)分配給每個(gè)處理器PR^每個(gè)電壓級(jí)別(Vnf^k)上的總能耗 不超過(guò)能耗限制Ebtotal的概率Pe SyStem(i，j，k);
[0050] (6-4)根據(jù)給定的時(shí)間-能耗重要性比重θ : (I -θ )，計(jì)算此時(shí)的系統(tǒng)概率加權(quán) Psystem，Psystem的計(jì)算方式如下：
[0051 ] Psystem(Vi) =Pdsystem(i，j，k)*9+Pesystem(i，j，1〇*(1-θ);
[0052] (6-5)將該任務(wù)分配給使得系統(tǒng)概率加權(quán)Psystem(V1)最大的處理器及對(duì)應(yīng)的電壓 級(jí)別；
[0053] (6-6)重復(fù)步驟6，直到進(jìn)行了 d次。
[0054] 步驟7完成任務(wù)分配，返回任務(wù)分配方案。
[0055] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以 限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種異構(gòu)并行系統(tǒng)下時(shí)間能耗權(quán)衡優(yōu)化的任務(wù)調(diào)度算法，其特征在于，包括W下幾 個(gè)步驟： 步驟1獲取信息表，信息表中包括處理器參數(shù)、任務(wù)在每個(gè)處理器的各個(gè)電壓級(jí)別上 的執(zhí)行時(shí)間，任務(wù)之間的依賴關(guān)系W及時(shí)間-能耗重要性比重等； 步驟2根據(jù)任務(wù)的平均近似權(quán)重確定任務(wù)的調(diào)度順序； 步驟3計(jì)算每個(gè)任務(wù)在給定時(shí)間限制Mbtotal和能耗限制化total下需滿足的時(shí)間限制和 能耗限制； 步驟4初次分配，將每個(gè)任務(wù)分配給使其加權(quán)概率最大的處理器及電壓級(jí)別； 步驟5根據(jù)任務(wù)的個(gè)數(shù)及實(shí)際需求選取合適的再分配次數(shù)d; 步驟6再次分配，隨機(jī)選取一個(gè)任務(wù)，保持其他任務(wù)的分配不變，將運(yùn)個(gè)任務(wù)分配給使 系統(tǒng)加權(quán)概率最大的處理器及電壓級(jí)別，重復(fù)運(yùn)個(gè)過(guò)程d次； 步驟7完成任務(wù)分配，返回任務(wù)分配方案。2. 如權(quán)利要求1或2所述的異構(gòu)并行系統(tǒng)下時(shí)間能耗權(quán)衡優(yōu)化的任務(wù)調(diào)度算法，其特征 在于，所述步驟1具體包括W下幾個(gè)子步驟： (1-1)獲取每個(gè)處理器的活動(dòng)因子α、切換電容C、處理器的靜態(tài)功率Ps、每個(gè)處理器的電 壓級(jí)別層數(shù)m、每個(gè)處理器的每個(gè)電壓級(jí)別的供電電壓V和頻率f閑，Cj，/V啤分別為第j個(gè) 處理器的活動(dòng)因子、負(fù)載電容、處理器的靜態(tài)功率和電壓級(jí)別層數(shù);化k，枯k分別為第j個(gè)處 理器第k層電壓級(jí)別的供電電壓和頻率，第j個(gè)處理器的第k層電壓級(jí)別用電壓-頻率對(duì) (Vj,k，fj,k)來(lái)表不； (1-2)獲取任務(wù)的依賴關(guān)系集合E，其中ei,jEE代表任務(wù)VI和vj間有任務(wù)依賴關(guān)系，任務(wù) Vj開(kāi)始執(zhí)行必須先獲取任務(wù)VI計(jì)算所得的數(shù)據(jù)，即任務(wù)Vj必須在任務(wù)VI完成之后開(kāi)始； (1-3)獲取每個(gè)任務(wù)VI在每個(gè)處理器的每個(gè)電壓級(jí)別上的執(zhí)行時(shí)間的隨機(jī)變量 ~(//,,,,_，為.;_)^1^，1〇代表任務(wù)乂1在第^'個(gè)處理器第1^層電壓級(jí)別上執(zhí)行時(shí)間的隨 機(jī)變量，該變量符合正態(tài)分布； (1-4)根據(jù)下面的公式，計(jì)算每個(gè)任務(wù)在每個(gè)處理器的每個(gè)電壓級(jí)上所用能耗：其中E(i，j，k)代表任務(wù)VI在第j個(gè)處理器第k層電壓級(jí)別上所用能耗的隨機(jī)變量，由于W (i，j，k)符合正態(tài)分布，E(i, j,k)也符合正態(tài)分布； (1-5)獲取時(shí)間-能耗重要性比重θ:(1-θ); (1-6 )獲取給定的時(shí)間限制Mbtotal和能耗限制化total。3. 如權(quán)利要求1或2所述的異構(gòu)并行系統(tǒng)下時(shí)間能耗權(quán)衡優(yōu)化的任務(wù)調(diào)度算法，其特征 在于，所述步驟2確定任務(wù)的調(diào)度順序，具體包括W下幾個(gè)子步驟： (2-1)根據(jù)所給任務(wù)依賴關(guān)系建立有向無(wú)循環(huán)圖G=陽(yáng)，E};G中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)任 務(wù)，每個(gè)有向邊代表任務(wù)間的依賴關(guān)系;有向邊ei,j EE的權(quán)重為任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間； (2-2)計(jì)算G中每個(gè)任務(wù)到結(jié)束任務(wù)的關(guān)鍵路徑長(zhǎng)度的平均近似權(quán)重，即在計(jì)算關(guān)鍵路 徑長(zhǎng)度時(shí)，邊的權(quán)重不再用W往技術(shù)中所使用的任務(wù)執(zhí)行時(shí)間的平均值，而使用任務(wù)在所 有處理器的所有電壓級(jí)別上的執(zhí)行時(shí)間的近似權(quán)重的平均值，任務(wù)VI執(zhí)行時(shí)間的近似權(quán)重 定義如下：其中，w (Vi)是任務(wù)Vi的執(zhí)行時(shí)間的隨機(jī)變量，符合正態(tài)分布，E (w (Vi))執(zhí)行時(shí)間的期望 值，Var(w(vi))為執(zhí)行時(shí)間的方差;我們使用Aw(vi)的平均值，而不是使用W往數(shù)據(jù) 中W(Vi)的平均值； (2-3)將任務(wù)按照遞減的順序排序，得到的順序作為任務(wù)的調(diào)度順序。4. 如權(quán)利要求1或2所述的異構(gòu)并行系統(tǒng)下時(shí)間能耗權(quán)衡優(yōu)化的任務(wù)調(diào)度算法，其特征 在于，所述步驟3計(jì)算每個(gè)任務(wù)在給定時(shí)間限制MbtDtal下需滿足的時(shí)間限制和給定能耗限制 化total下需滿足的能耗限制，具體包括W下幾個(gè)子步驟： (3-1)將G中有向邊ei,j的權(quán)重設(shè)置為任務(wù)Vi執(zhí)行時(shí)間的近似權(quán)重的平均值 (3-2)計(jì)算此時(shí)關(guān)鍵路徑的長(zhǎng)度ACPtotai; (3-3)計(jì)算從起始任務(wù)到每個(gè)任務(wù)VI的關(guān)鍵路徑長(zhǎng)度ACP(Vi); (3-4)計(jì)算每個(gè)任務(wù)在給定時(shí)間限制Mbtotai下需滿足的時(shí)間限制Mb(Vi)，Mb(Vi)的計(jì)算 方式如下：(3-5)用與計(jì)算任務(wù)執(zhí)行時(shí)間的近似權(quán)重相同的方式，計(jì)算每個(gè)任務(wù)在每個(gè)處理器的 各個(gè)電壓級(jí)別上的能耗的近似權(quán)重，并計(jì)算能耗近似權(quán)重的平均值石亦。； (3-6)計(jì)算每個(gè)任務(wù)在給定能耗限制化total下需滿足的能耗限制化(VI)，Eb(Vi)的計(jì)算 方式如下：5. 如權(quán)利要求1或2所述的異構(gòu)并行系統(tǒng)下時(shí)間能耗權(quán)衡優(yōu)化的任務(wù)調(diào)度算法，其特征 在于，所述步驟4初次分配，具體包括W下幾個(gè)子步驟： (4-1)按順序從任務(wù)調(diào)度列表中取出第一個(gè)任務(wù)VI; (4-2)基于已有分配，計(jì)算任務(wù)VI在每個(gè)處理器PR撕每個(gè)電壓級(jí)別(V川，。,k)上的執(zhí)行 時(shí)間滿足該任務(wù)時(shí)間限制Mb(vi)的概率Pd(i，j，k); (4-3)計(jì)算任務(wù)vi在每個(gè)處理器PR撕每個(gè)電壓級(jí)別(化k，枯k)上的所消耗能耗滿足該 任務(wù)能耗限制化(VI )的概率化（i，j，k); (4-4)根據(jù)給定的時(shí)間-能耗重要性比重θ:(1-θ)，計(jì)算運(yùn)個(gè)任務(wù)的概率加權(quán)p(vi)，P (Vi)的計(jì)算方式為： P(Vi)=Pd(i，j，k)*0+Pe(i，j，k)*(l-0); (4-5)將任務(wù)VI分配給概率加權(quán)P(vi)最大的處理器及對(duì)應(yīng)的電壓級(jí)別； (4-6)重復(fù)步驟4直到任務(wù)表中的任務(wù)全部取完。6. 如權(quán)利要求1或2所述的異構(gòu)并行系統(tǒng)下時(shí)間能耗權(quán)衡優(yōu)化的任務(wù)調(diào)度算法，其特征 在于，所述步驟6再次分配，具體包括W下幾個(gè)子步驟： (6-1)隨機(jī)選取某個(gè)任務(wù)Vi; (6-2)維持其他任務(wù)的分配不變，計(jì)算將該任務(wù)分配給每個(gè)處理器?的的每個(gè)電壓級(jí)別 (Vj,k，fj,k)上的總執(zhí)行時(shí)間不超過(guò)時(shí)間限制Mbtotal的概率PdsystemQ，j，k); (6-3)計(jì)算將該任務(wù)分配給每個(gè)處理器PR撕每個(gè)電壓級(jí)別(Vj,k，b,k)上的總能耗不超 過(guò)能耗限制化total的概率化system。J，k); (6-4)根據(jù)給定的時(shí)間-能耗重要性比重θ:(1-θ)，計(jì)算此時(shí)的系統(tǒng)概率加權(quán)Psystem， Psystem的計(jì)算方式如下： Psystem( Vi )二 Pdsystem( i , j , k) *目+F*esystem( i ,j ,k)*(l -白)； (6-5)將該任務(wù)分配給使得系統(tǒng)概率加權(quán)Psystem(Vi)最大的處理器及對(duì)應(yīng)的電壓級(jí)別； (6-6)重復(fù)步驟6，直到進(jìn)行了 d次。
【文檔編號(hào)】G06F1/32GK105843364SQ201610172314
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月24日
【發(fā)明人】廖小飛, 呂新橋, 金海 , 楊雨晴
【申請(qǐng)人】華中科技大學(xué)