[发明专利]一种面向可分割任务的粒子群调度方法

权利要求书

1.一种面向可分割任务的粒子群调度方法，包括：

将待调度的任务分割为子任务后，以随机产生的任务分配方案作为一个粒子，以任务分配方案对应的时间性能作为粒子的适应度，以粒子适应度之间的差值计算粒子之间相互移动的速度，对粒子群做多次进化，从多次进化的结果中选出适应度最好的粒子；最后结合开销值，对适应度最好的粒子所对应的任务分配方案中的各个子任务做子任务调度；

该方法具体包括：

步骤1)、收集待调度任务的指令条数、分割后的多个子任务的指令条数、子任务之间的时序依赖关系，各任务的文件块大小；

步骤2)、采集集群中各个服务器的运行速度MIPS、单位时间电费开销CPS、当前负载、最早空闲时刻EST，计算服务器之间的带宽信息；

步骤3)、将队列中的待调度任务按照指令条数进行降序排序，对于队首的待调度任务，依次执行步骤4)—步骤10)，直至队列中的所有待调度任务均被处理完成；

步骤4)、对当前的待调度任务进行分解，得到子任务结构图，并为所述待调度任务随机产生N个分配方案，形成初始种群；

其中，所述子任务结构图反映了待调度任务被分解为子任务之前的时序关系；

所述初始种群包括随机生成的N个粒子P₁,P₂,...P_N，每一个粒子代表一个“任务—服务器”分配方案，若服务器的总数为M，则每个粒子P_n表示为一个L*M矩阵S_n：其中，1≤n≤N，N的大小根据集群中的服务器数目、待调度任务中包含的子任务数目来设定，L表示待调度任务分解后所得到的子任务的个数；

Task_j为第j个子任务，Server_k为第k个服务器；

步骤5)、计算N个粒子的时间跨度Makespan，得出N个粒子的适应度；

步骤6)、计算粒子在新一轮迭代中的移动速度，将每个粒子进行一次进化，得到下一代粒子群；

步骤7)、判断当前的进化次数是否小于预设值，若是，重新执行步骤5)，否则，执行步骤8)；

步骤8)、从之前所有的进化结果中筛选出适应度最高的粒子P_best；

步骤9)、设置开销性能对应的权值P，进行基于开销Cost的任务迁移；

步骤10)、输出步骤9)的任务迁移结果，按此结果进行子任务调度。

2.根据权利要求1所述的面向可分割任务的粒子群调度方法，其特征在于，在步骤5)中，根据如下原则计算时间跨度Makespan：

a、子任务的开始时刻须在其所有前驱子任务的结束时刻之后；

b、子任务须接收其所有前驱子任务的输出文件作为其输入文件；

c、子任务须在当前所在处理器空闲状态下开始；

d、子任务须在满足上述条件a-c条件的情况下尽早开始；

e、子任务Task_j执行所需时间为Task_MI_j/MIPS_k；Task_MI_j为第j个子任务Task_j的指令条数；MIPS_k为Server_k每秒运行的指令条数；

f、一个任务完成的时间跨度Makespan为其第一个子任务的开始时刻与最后一个子任务的结束时刻之间的时间跨度。

3.根据权利要求1所述的面向可分割任务的粒子群调度方法，其特征在于，在步骤5)中，按照下面的公式(2)计算第n个粒子的适应度Fitness_n：

Fitness_n＝max{Makespan₁,Makespan₂,...Makespan_N}-Makespan_n 式(2)

Makespan_n为第n个粒子的时间跨度，1≤n≤N。