浅析网格环境中的任务调度算法的问题和策略

时间:2023.10.6

  每年的5、6月都是大学毕业生最为忙碌的日子,毕业论文往往令大多数学生头痛不已,不单是论文内容所涉及到的专业性知识,连论文格式都需要反复修改!未免到时候无法顾及过来,所以毕业生们一开始就要抱着认真的态度去写毕业论文。下面是YJBYS为大家整理的信息安全毕业论文,供大家阅读参考!

  【摘 要】 网格系统由大量异构资源组成,具有复杂、动态和自治等特点。高效的调度算法可以充分利用网格系统和处理能力,从而提高应用程序的性能。本文提出Segment Qos Min-Min RR任务调度算法,平衡了负载,提高了任务的完成时间和平均等待时间。

  【关键词】 网格;调度算法;Qos;平衡负载

  1 引言

  网格是以资源共享为目的,利用互联网将分散与不同地域的计算机组织起来,成为一个虚拟的“超级计算机” 。每台参与的计算机就是一个“节点”,成千上万的节点组合起来,成为一张“网格”。从而能够充分地利用网络中的空闲计算能力,实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源等全面的共享。

  随着Internet的发展,网格计算技术逐渐成为新的研究领域。网格系统由大量异构资源组成,具有复杂、动态和自治等特点。高效的调度算法可以充分利用网格系统和处理能力,从而提高应用程序的性能。为了实现网格资源的优化配置,并为网格用户提供较为满意的服务质量,任务调度技术一直以来成为人们研究的热点。

  文献[1]对当前现有的网格任务调度算法进行了深入而详细的讨论。文献[2]提出了一种基于任务池模型的分级调度方法,保持了系统资源之间的共享关系和高度可控性。文献[3]提出基于Min一Min算法的最小完成时间偏差调度算法(Dev_Min一Min),解决了任务调度的负载均衡和吞吐率高的问题。文献[4]提出了MD一sufferage算法,缩短调度跨度的同时保证较小的任务等待时间。文献[5]提出了同时考虑任务带宽要求和负载均衡要求的改进算法,设计了一种有依赖关系的任务调度算法。本文提出Segment Qos Min-Min RR任务调度算法,平衡了负载,提高了任务的完成时间和平均等待时间,达到算法简单并且效率较高的要求。

  2 RR算法

  RR算法是一种动态调度算法。首先将网格任务以任意的顺序被提交到可用的处理单元(PE)上,直到所有的网格任务都提交完。然后把未执行完的任务连接成一个环,一旦此时有执行完的任务,立即从环中把一个还没有执行完的网格任务调度在此可用的处理单元上,即此时有多个处理单元同时在运行同一个网格任务。只要其中一个处理单元上的网格任务执行完,立即杀死所有的任务。重复上述过程,直到所有的任务执行完。如果此时动态有新的任务加入,就立即开始执行。

  设T是一个大小为L的n个任务的集合,m为一个计算网格上处理器的数目,定义T的调度如下:

  T的一个在具有m个处理器的网格上的调度S是一个三元组的集合,它们满足R1和R2规则,v∈T,1≤p≤m,t是任务v的起始时间,∈S,意味着处理器p在时间间隔t~t+d执行任务v,d是通过p的处理能力和v的L计算出来的,所以称t+d为任务v的完成时间。

  R1:对每一个v∈T,至少有一个∈S。

  R2:不存在这样的两个三元组,∈S; t≤t'≤t+d,t+d为任务v的完成时间。上述功能可以描述如下:

  R1保证每一个任务v至少执行一次,R2是说每一个处理器在任何一个时刻最多只能执行一个任务,∈S称为一个任务实体。

  用下列公式来计算处理器的代价:

  RR算法确定可以提高资源的利用率,但同时也造成了资源的浪费,另外,同一时刻有多个处理单元在运行同一个任务也是一种浪费。

  改进的RR算法:就是所有的任务对处理单元都是共享的,只要有到来的任务想让它立即执行就可以。根据任务分配的处理速度(MIPS),定义了最大处理速度(MaxMIPS)、最小处理速度(MinMIPS)和最大任务数(Maxcount),所有的任务可以同时执行,所以任务的状态只有停止和运行,没有等待状态。此改进和算法大大提高了任务的完成时间,提高了系统的性能。

  3 Min-Min算法

  在Min-Min算法中,首先分别计算每个任务在所有机器上的最小执行时间,执行时间最短的那个任务被选出来并被分配到相应的机器上,然后把这个最近被映射的任务从集合中删除,重复执行这个过程直到所有的任务都被映射。文献[3]研究表明,在不同的ETC矩阵下,Min一Min比OLB、MET、MCT、Max一min等算法均有更好的调度性能。但还存在局限性:(1)潜在的负载不均衡,使得资源利用率低;(2)没有考滤网格任务的服务要求。

  对于一个由n个元任务构成的集合T,以及m个主机集合M,Min一Min算法的执行过程如下:

  (l)对主机的就绪时间向量R进行初始化,使得对于任意Mj∈M有R(j)=0,然后根据预测执行时间矩阵ETC计算出每个任务Ti在每个主机Mj上的预测完成时间,根据预测完成时间定义,有CT(i,j)=ETC(i,j)+R(j);

  (2)当任务集合T不为空时,反复执行以下操作直至任务集合为空:

  a.对集合中的每个任务Ti(i=1,2,…,n),计算它在所有主机上的最小预测完成时间,若它在主机Mj上的预测完成时间最小,记minCT(i)=CT(i,j),并记录minCT(i)所对应的主机编号host_minCT(i)=j;

  b.找出minCT矩阵中的最小值,即找出具有最小的最小完成时间的任务,并将它分配给对应的主机执行。例如,若任务Ta对应的minCT(a)最小,则将编号为host_minCT(a)的主机分配给任务Ta;

  c.从任务集合T中删除任务Ta,更新主机Mk(k=host_minCT(a))的就绪时间R(k)=minCT(a),并更新预测完成时间矩阵CT。

  4 QoS Guided Min-Min算法

  这种算法是让高服务质量的任务先执行,低服务质量的后执行,并且不让高的服务质量的任务长期处于等待状态,从而减少了等待时间。

  5 Segmented Min-Min算法

  每一个任务在每一台机器上都有一个期望时间ETC(Expected Time to Comput),如果这里有t个任务和m台机器,就获得一个t X m的ETC矩阵,ETC(i,j)表示任务i在机器j上的执行时间。

  Segmented Min-Min算法根据ETC来对这些任务进行排序。根据平均ETC(keyi=ETC(i,j)/m、最小ETC(keyi=ETC(i,j))或最大ETC(keyi=ETC(i,j))来把这些任务按序排成链表。然后这些链表中的每一个任务分成同样大小的片,并且大任务的所有片先调度。每一个任务中的片均采用Min-Min算法来调度。

  6 Segment Qos Min-Min RR算法

  这种算法是在改进的RR算法的基础上,一是先加入Min-Min算法的思想,让完成时间最短的任务先执行,让尽可能多的任务找到合适的机器来执行;二是加入Qos Guided Min-Min算法的思想,对任务和资源分别设定服务质量级别,有某个服务质量级别的任务只能在同等级别或高于此级别的任务和资源之间达到最合理的匹配;三是利用Segmented Min-Min算法的思想,让大的任务先执行并且考虑到任务的分解,这样不但平衡了负载,也同时在任务的完成时间和平均等待时间上得到了提高。

  以上算法得到了几种实现。

  (1)实现RR算法和改进和RR算法(RR1)。由于原始的任务提交是任意顺序的,因此在这里采用先来先服务的方式,即先到达的任务先被提交,后来的只能等待前面的都提交了才能被调度。

  (2)实现Min-Min算法。由于要让最小完成时间的任务先提交,因此就要有一个衡量标准,即评价任务的完成时间。在这里只考虑任务的大小,而不考虑其他因素的影响,那任务越小,完成时间越短,也就意味着要先调度小的任务。

  (3)实现Qos Min-Min算法。为了定义任务和资源的服务质量级别,这里增加了一个参数Qos。

  (4)实现Segment Qos Min-Min RR算法。为了实现任务的分解,可以编写一个任务分解函数segmentgridlet(),把任务分成几个子任务片来调度。

  7 实验仿真

  常用的模拟器有Bricks、MicroGrid、SimGrid、GridSim、ChicSim、EDGSim等,其中重点SimGrid。表1中的数据就是用SimGrid模拟器仿真的。表1中记录了在任务数分别取200、300、400、500时,不同算法的任务最终完成时间。

  8 结束语

  网格环境里如何有效地管理资源和进行任务调度是影响网格计算是否成功的重要因素之一。由于网格体系结构以及拓扑结构比较复杂,因此在网格调度研究领域,很多调度算法的研究往往是侧重某一方,以使其在这方面的性能有所提高,如Segment Min-Min调度算法侧重于各个主机之间的负载的均衡,Qos Guided Min-Min启发式调度算法侧重于链路带宽对任务调度的影响,而Segment Qos Min-Min RR不仅考虑到了服务质量,而且也考虑到了负载平衡和动态性,并且适用对任务数量大的任务进行调度。网格计算对信息化进程具有相当重要的作用,凭借其固有的资源共享和协同工作能力,网格不仅可以实现计算资源的最大化共享和应用,避免资源浪费,更能够降低应用人才的门槛、应用开发难度和应用运行成本,促使信息化实现本质上的飞跃。


第二篇:浅析我国电子商务中的诚信问题


  如今是电子商务的时代,但是电子商务却存在很多不诚信的问题,该怎么办呢,下面小编整理了一篇论文,大家来看看吧。

  [摘要]目前,我国电子商务信用缺失和恶化严重。信用缺失给物流与资金流分离的电子商务交易模式带来了严重的安全隐患,已经成为制约电子商务发展的重要瓶颈。本文分析了电子商务诚信缺失的表现及危害,探讨了相应的对策。

  论文关键词:电子商务,诚信,缺失

  一、电子商务非诚信行为的表现

  1、网络商务信息的不真实。产品宣传信息与实际不符,在网络宣传时,对产品的性能指标等描述模糊或夸大其词,致使消费者不能得到与预期一致的产品;消费者注册时提交的不真实信息,给企业的业务处理带来难度。

  2、购买的产品与交付的产品不一致。由于种种原因,卖方交付的产品与买方购买的产品不一致,使买方受到损失。

  3、拿货不付款、拿款不发货,或者不及时交货、不及时付款。某些B2C网站在收到消费者的货款后不发货,或不及时发货,使消费者的利益受到侵害;某些消费者采用货到付款支付方式,却在收到货物后拒绝付款,或不及时付款,以及消费者收到货物之后的无故退货,都增加了企业营销成本。

  4、产品的售后服务得不到保证。企业所承诺的售后服务在消费者购买商品后得不到保障,致使消费者享受不到应有的服务,影响到产品的整体价值。

  5、信息的安全性得不到保障。由于种种原因,消费者的注册信息、购物记录等个人隐私信息被泄密;购物过程中,传输的信息被偷听或截取;支付时,安全性受到威胁。

  6、物流质量得不到保证。在物流过程中,货物不能及时送达,物流中货物受损、服务态度粗暴等,都使物流质量受到影响。

  二、非诚信行为造成的危害

  1、企业和消费者的自接经济利益受到损失。由于交易中的非诚信行为,致使企业和消费者的经济利益受到不同程度的损失。消费者下单不付款、收货不付款或不及时付款、无故退货等都会增加企业的经营成木;企业提供虚假信息、收款不发货或不及时发货、不支持正常退货、无法提供良好的售后服务、物流质量不高等都会使消费者遭受损失。

  2、引起消费者的不安全感。在交易过程中,企业掌握着大量消费者的个人信息,这些都属于消费者的个人隐私,某些站点由于对这些信息的利用不当引起消费者个人隐私的泄密,从而使消费者产生不安全感,甚至对电子商务产生一定的畏惧心理。另外,消费者购物过程中不愉快的经历,也会让消费者对电子商务产生抵触情绪。

  3、阻碍电子商务的发展。当前,企业和消费者的非诚信行为成本与预期收益之间不成比例的现实,助长了电子商务交易中的不良风气,破坏了电子商务的正常环境,导致电子商务交易社会信用度较低,在一定程度上阻碍了电子商务的发展。

  三、对策分析

  1、加大诚信建设和教育,提高全民诚信素质。

  弘扬社会主义“八荣八耻”观,以诚实守信为荣,以见利忘义为耻。利用媒体与教育表扬诚实经商、诚实消费、诚实做人,揭露不讲诚信、损人利己、见利忘义的丑恶现象,倡导诚信观念,提高社会公德和全民诚信素质,形成诚实守信的社会环境,促进电子商务的发展。

  2、健全相关法律、法规和制度的建设

  信用是一个多视角、多范畴的概念,既然它是一个法学概念,就应该在理论和立法上不断完善它,因此完全有必要加强信用法制的建设。法律、法规作为诚信的最后一道保障,在不断完善现行法律体系的前提下,对相关法律法规进行建立和修改,可出台《信用报告法》、《社会信用信息法》、《企业信用管理条例》等,加大执法力度。同时,根据电子商务的环境和交易特点,建立电子交易法律和制度、电子支付制度、信用卡制度等。

  3、全民参与监督。

  由特定部门监督电子商务活动是不够的,不但每天有数以万计的交易发生,而且执法有水平、取证、地方利益等客观因素,所以,本人认为,让千千万万的老百姓参与监督,以弥补政府部门的不足。对于不诚信者,一方面规定其承担惩罚性的民事责任,例如,按照现行法律赔偿损失之外,还要赔偿律师费等其他损失,避免原告赢了官司输了钱的现象;另一方面将其诚信值降低,以提醒客户交易的风险。

  4、加强行业自律。

  电子商务行业应当反对采用一切不正当手段进行行业内竞争,自觉维护用户的合法权益,保守用户信息秘密,不利用用户提供的信息从事任何与向用户做出的承诺无关的活动,不利用技术或其他掌握的优势侵犯消费者或用户的合法权益等。我国各地应逐步制定出电子商务行业的行为规范准则。

  5、引入保险等制度。

  在电子商务的交易中,引入保险,每笔交易可以自愿选择缴纳保险费,作为诉讼风险保险,一旦将来投保人不执行裁决或者逃跑了,保险公司先行赔付。

  6、建立和完善征信制度,加强交易阶段风险提示。

  由征信部门对个人征信记录方面给出查询途径,将不良记录计入征信系统,电子商务平台企业也可以完善现有的平台内的征信采集和公示方式,在交易阶段就帮助双方获取对方的信用信息,避免风险。

  7、尽快将身份认证和在线支付在全国范围内统一并出台规范。

  身份认证和支付,涉及到全国范围内互连互通和人民币流通问题,必须全国范围内统一立法规范,不宜由地方立法规定。

  其实,由于银行早已实行实名制,支付问题如果解决的好,间接解决了电子商务的实名制问题,因此,我们需要加强研究现有法律框架下不同部门之间的协调配合问题,避免部门立法的本位主义问题,这样会更有利于电子商务的发展。

  8、增强政府引导与管理能力。

  各级政府要扮演好引导、扶持电子商务的角色。政府对企业电子商务的信用监管、建立对我国企业电子商务的评级制度、加强企业内部的信用管理、企业增强电子商务交易信用风险防范、建立企业电子商务风险评价体系等,也是强化电子商务信用体系建设的有机成分,应鼓励各地电子商务行业大胆探索、不断完善。各级政府还应大力改善相应的政策环境、机制环境、产业配套环境等。专家普遍认为,体制重于技术,进一步营造有利于网络经济发展的体制和环境,依然是重中之重。

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