面向电力分布式计算的任务调度机制研究

摘要

近年来，随着计算机通信技术的飞速发展和互联网商业模式的急速转变，基于网络的应用随处可见。随着网络应用的普及，数据量急剧增加，对计算平台的存储能力和计算速度提出了严峻挑战，分布式计算以其优异的计算性能和存储能力得到了广泛应用，作为代表的云计算近年来更是发展迅速，已有不少应用实例。任务调度作为分布式计算的重要内容一直以来都是研究热点，实时调度由于考虑到任务的时限约束在具有实时性要求的分布式应用场合得到了广泛应用。
　　本文针对电力系统现有计算平台在并行计算能力、规模动态扩展性和网络应用等方面的不足，讨论了虚拟化、并行编程和虚拟桌面等核心云计算技术在建设新型电力分布式计算平台中的应用，继而设计了电力云计算平台，进一步给出了平台软硬件体系结构，并以离线仿真计算为例说明了平台网络应用模式和计算过程。接下来基于设计的电力云计算平台，针对电力系统常规分析计算的时效性，提出了基于负载均衡的实时周期性任务调度算法，算法在任务分配阶段根据当前负载状态采取排序映射策略确保各个处理器负载基本均衡，在单机调度阶段采取EDF(EarliestDeadlineFirst)进行调度，仿真结果表明算法具有良好的负载均衡性能。
　　除了常规的实时周期性任务外，电力计算还存在具有强时限约束的偶发性任务和允许错过时限的软实时非周期任务，同样需要得到及时响应。为此设计了基于资源预留和抢占优先的多类型实时任务调度算法，算法在任务分配阶段允许硬实时任务抢占软实时任务资源，并通过为偶发性任务预留处理器资源的方式提高平台响应能力。仿真结果表明，算法可以根据各类型任务负载比例情况动态调整处理器预留数目，使得平台整体调度性能最佳。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及目的意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文主要内容和组织结构

1．3．1 论文主要研究内容

1．3．2 论文章节安排

第2章 分布式计算及实时调度技术概述

2．1 分布式计算技术分类

2．2 网格计算和云计算对比分析

2．2．1 网格计算

2．2．2 云计算

2．2．3 网格计算和云计算对比分析

2．3 实时调度技术

2．3．1 实时任务分类

2．3．2 单机实时调度

2．3．3 分布式实时调度

2．4 本章小结

第3章 电力分布式计算平台设计

3．1 电力计算现状及发展需求

3．1．1 电力离线仿真计算

3．1．2 电力实时仿真计算

3．1．3 现存问题及发展需求

3．2 基于云计算的解决方案

3．3 电力云计算平台的设计

3．3．1 计算平台硬件结构

3．3．2 软件体系架构

3．3．3 应用模式及计算过程

3．4 本章小结

第4章 基于负载均衡的实时周期任务调度算法

4．1 调度模型分析

4．1．1 任务模型

4．1．2 调度模型

4．2 算法描述

4．3 调度可行性分析

4．4 仿真结果分析

4．5 本章小结

第5章 基于资源预留的多类型实时任务调度策略

5．1 调度策略描述

5．1．1 实时任务类型描述

5．1．2 调度策略

5．2 调度可行性分析

5．3 调度性能分析

5．4 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢