计算网格中的任务管理研究及示范应用PDF电子书下载

前言 1

第1章 网格计算及其任务管理概述 1

1.1 网格计算简介 1

1.1.1 网格计算的概念和意义 1

1.1.2 网格计算的发展过程与趋势 3

1.1.3 国内外的网格计算项目简介 5

1.1.4 网格体系结构 8

1.1.5 网格计算面临的挑战和关键技术 12

1.2 网格计算中任务管理研究的重要性 13

1.2.1 网格中任务管理研究的基础性 13

1.2.2 网格中任务管理研究的迫切性 14

1.3 网格计算中任务管理概述 14

1.3.1 网格任务管理相关概念 14

1.3.2 网格计算任务管理的目标和任务 15

1.3.3 网格计算任务管理的要点 16

1.3.4 与其他任务管理系统的差异 17

1.4 计算网格中任务管理研究的其他问题说明 18

1.4.1 网格任务管理研究的环境对象选择 18

1.4.2 计算网格中任务管理研究的现实驱动 19

1.5 本章小结 19

第2章 网格任务管理系统体系结构 21

2.1 网格任务管理系统类型 21

2.2 服务的网格计算环境 22

2.3 任务管理系统的体系结构 24

2.3.1 任务管理系统的总体结构概要 24

2.3.2 任务管理系统的基本功能模块 26

2.3.3 任务管理系统的辅助功能模块 28

2.4 任务启动与执行部件 29

2.5 任务执行流程 30

2.6 任务的存储结构 32

2.7 本章小结 35

第3章 网格任务调度模型D3SM及其适宜调度策略 36

3.1 网格任务调度概述 36

3.2 任务与数据一致调度的背景 39

3.3 网格任务调度模型和策略 40

3.3.1 网格任务调度模型 40

3.3.2 网格任务调度策略 40

3.4 D3SM调度模型 43

3.5 协同一致调度策略及其性能分析 45

3.5.1 协同一致调度策略假定 45

3.5.2 调度策略一致化方式 46

3.5.3 调度策略描述 46

3.5.4 性能分析 48

3.6 重叠调度策略及其性能分析 49

3.6.1 重叠调度策略假定 49

3.6.2 重叠策略描述 50

3.6.3 相依性并行任务提前数据传输机制的实现 51

3.6.4 性能分析 52

3.7 实验 54

3.8 本章小结 55

第4章 三个启发式任务调度算法 57

4.1 启发式任务调度算法概述 57

4.2 基于DAG的相依性任务调度算法XCIGS 60

4.2.1 CIGS算法 60

4.2.2 XCIGS调度的假定与术语定义 62

4.2.3 XCIGS算法 64

4.2.4 实验 67

4.2.5 算法评析 68

4.3 启发式贪心调度算法HGSA 68

4.3.1 问题描述 68

4.3.2 算法HGSA描述 71

4.3.3 实验 73

4.3.4 算法评析 75

4.4 无线网格中关注资源间歇性和能耗的分层调度算法 77

4.4.1 无线网格任务调度现状与挑战 77

4.4.2 基于代理的分层调度模型 78

4.4.3 无线网格任务调度算法 79

4.4.4 模拟实验 81

4.4.5 算法评析 82

4.5 本章小结 83

第5章 MMS：分布式层次化的网格任务监控体系 85

5.1 问题描述 85

5.1.1 网格监控系统的意义 85

5.1.2 网格监控系统的需求 86

5.1.3 网格环境中的监控对象 87

5.1.4 MMS拟解决的问题 88

5.2 网格监控系统研究现状 88

5.3 MMS体系结构 89

5.3.1 GMA简介 90

5.3.2 MMS体系结构 91

5.4 MMS有关问题的解决方法 92

5.4.1 利用MMS监控任务 93

5.4.2 任务与其进程间的映射 94

5.4.3 监控部件的启动 95

5.4.4 MMS系统中的安全问题 96

5.4.5 并行应用程序性能分析 96

5.5 监控文件操作的实验及分析 98

5.6 本章小结 100

第6章 CBPP：基于案例及BP神经网络的网格并行任务性能预测 101

6.1 问题描述与分析 101

6.1.1 任务执行时间预测的意义 101

6.1.2 主要预测方法 102

6.1.3 使用历史信息预测的参考研究 102

6.1.4 预测对象分析 104

6.2 网格环境中并行任务执行时间预测方法 104

6.2.1 并行任务执行时间影响因素分析 105

6.2.2 CBPP预测算法 106

6.2.3 基于案例预测 108

6.2.4 利用BP神经网络预测 110

6.3 实验分析 113

6.3.1 增加特征模板的实验 113

6.3.2 特征模板一的两种预测类型的对比实验 114

6.3.3 基于案例预测与神经网络预测方法的对比实验 115

6.3.4 CBPP算法的实验 117

6.4 本章小结 118

第7章 基于D3SM调度模型的负载平衡和容错技术 119

7.1 网格中的负载平衡与容错概述 119

7.2 网格负载平衡与容错解决策略 120

7.3 术语定义及其功能 121

7.4 扩展的D3SM调度模型及其平衡容错原理 122

7.5 基于智能代理的平衡和容错机制 125

7.5.1 平衡代理的工作实施 125

7.5.2 代理间通信机制 126

7.6 模拟实验及其结果分析 127

7.7 本章小结 129

第8章 调度级的网格不确定性对策及服务质量操控 130

8.1 网格的不确定性和服务质量 130

8.2 网格不确定性与服务质量解决方案分析 131

8.3 基于D3SM模型的网格不确定性对策 132

8.3.1 D3SM模型的扩展及其对策方案 132

8.3.2 全局调度器的调度修订 134

8.3.3 次序调度的动态调整 138

8.3.4 三种应对资源不确定性方法 140

8.4 可视化服务质量操控 143

8.4.1 调度中的综合服务质量模型 143

8.4.2 可视化调度框架 145

8.4.3 可视化调度的实现 146

8.5 后调度机制 147

8.6 本章小结 147

第9章 并行任务的访问与管理授权 149

9.1 网格任务管理中的授权问题概述 149

9.2 并行任务授权研究的目标与参考工作 152

9.3 网格中间件中的授权现状 153

9.4 并行化子任务级授权服务 154

9.4.1 子任务级授权 154

9.4.2 社区策略授权 157

9.4.3 任务管理授权 158

9.4.4 上下文感知授权 159

9.5 实现机制 161

9.5.1 规范扩展 161

9.5.2 用户环境中功能模块实现 163

9.5.3 底层系统的执行机制 163

9.6 PSAS的相关考虑 165

9.7 本章小结 166

第10章 MASSIVE中网格任务管理系统的实现及应用实例 167

10.1 MASSIVE中网格任务管理系统设计 167

10.1.1 MASSIVE中任务管理的需求 167

10.1.2 MASSIVE中任务管理体系及其功能设计 169

10.2 MASSIVE中网格任务管理系统实现 173

10.2.1 任务描述界面 173

10.2.2 资源发现界面 174

10.2.3 任务调度界面 174

10.2.4 任务监控界面 176

10.2.5 调度中的QoS操控界面 176

10.3 应用实例与评价 178

10.3.1 一个典型实例描述及其运行评价 178

10.3.2 基于Monte Carlo高维积分运算简介 183

10.3.3 岩石工程中的二维数值模拟简介 184

10.3.4 固体力学中的三维数值模拟简介 186

10.4 本章小结 187

参考文献 188

附录 计算网格中任务管理的实验环境—MASSIVE简介 202