计算网格中的任务管理研究及示范应用

前言

第1章网格计算及其任务管理概述

1．1网格计算简介

1．1．1网格计算的概念和意义

1．1．2网格计算的发展过程与趋势

1．1．3国内外的网格计算项目简介

1．1．4网格体系结构

1．1．5网格计算面临的挑战和关键技术

1．2网格计算中任务管理研究的重要性

1．2．1网格中任务管理研究的基础性

1．2．2网格中任务管理研究的迫切性

1．3网格计算中任务管理概述

1．3．1网格任务管理相关概念

1．3．2网格计算任务管理的目标和任务

1．3．3网格计算任务管理的要点

1．3．4与其他任务管理系统的差异

1．4计算网格中任务管理研究的其他问题说明

1．4．1网格任务管理研究的环境对象选择

1．4．2计算网格中任务管理研究的现实驱动

1．5本章小结

第2章网格任务管理系统体系结构

2．1网格任务管理系统类型

2．2服务的网格计算环境

2．3任务管理系统的体系结构

2．3．1任务管理系统的总体结构概要

2．3．2任务管理系统的基本功能模块

2．3．3任务管理系统的辅助功能模块

2．4任务启动与执行部件

2．5任务执行流程

2．6任务的存储结构

2．7本章小结

第3章网格任务调度模型D3SM及其适宜调度策略

3．1网格任务调度概述

3．2任务与数据一致调度的背景

3．3网格任务调度模型和策略

3．3．1网格任务调度模型

3．3．2网格任务调度策略

3．4D3SM调度模型

3．5协同一致调度策略及其性能分析

3．5．1协同一致调度策略假定

3．5．2调度策略一致化方式

3．5．3调度策略描述

3．5．4性能分析

3．6重叠调度策略及其性能分析

3．6．1重叠调度策略假定

3．6．2重叠策略描述

3．6．3相依性并行任务提前数据传输机制的实现

3．6．4性能分析

3．7实验

3．8本章小结

第4章三个启发式任务调度算法

4．1启发式任务调度算法概述

4．2基于DAG的相依性任务调度算法XCIGS

4．2．1CIGS算法

4．2．2XCIGS调度的假定与术语定义

4．2．3XCIGS算法

4．2．4实验

4．2．5算法评析

4．3启发式贪心调度算法HGSA

4．3．1问题描述

4．3．2算法HGSA描述

4．3．3实验

4．3．4算法评析

4．4无线网格中关注资源问歇性和能耗的分层调度算法

4．4．1无线网格任务调度现状与挑战

4．4．2基于代理的分层调度模型

4．4．3无线网格任务调度算法

4．4．4模拟实验

4．4．5算法评析

4．5本章小结

第5章MMS：分布式层次化的网格任务监控体系

5．1问题描述

5．1．1网格监控系统的意义

5．1．2网格监控系统的需求

5．1．3网格环境中的监控对象

5．1．4MMS拟解决的问题

5．2网格监控系统研究现状

5．3MMS体系结构

5．3．1GMA简介

5．3．2MMS体系结构

5．4MMS有关问题的解决方法

5．4．1利用MMS监控任务

5．4．2任务与其进程问的映射

5．4．3监控部件的启动

5．4．4MMS系统中的安全问题

5．4．5并行应用程序性能分析

5．5监控文件操作的实验及分析

5．6本章小结

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

6．1问题描述与分析

6．1．1任务执行时间预测的意义

6．1．2主要预测方法

6．1．3使用历史信息预测的参考研究

6．1．4预测对象分析

6．2网格环境中并行任务执行时问预测方法

6．2．1并行任务执行时间影响因素分析

6．2．2CBPP预测算法

6．2．3基于案例预测

6．2．4利用BP神经网络预测

6．3实验分析

6．3．1增加特征模板的实验

6．3．2特征模板一的两种预测类型的对比实验

6．3．3基于案例预测与神经网络预测方法的对比实验

6．3．4CBPP算法的实验

6．4本章小结

第7章基于D3SM调度模型的负载平衡和容错技术

7．1网格中的负载平衡与容错概述

7．2网格负载平衡与容错解决策略

7．3术语定义及其功能

7．4扩展的D3SM调度模型及其平衡容错原理

7．5基于智能代理的平衡和容错机制

7．5．1平衡代理的工作实施

7．5．2代理间通信机制

7．6模拟实验及其结果分析

7．7本章小结

第8章调度级的网格不确定性对策及服务质量操控

8．1网格的不确定性和服务质量

8．2网格不确定性与服务质量解决方案分析

8．3基于D3SM模型的网格不确定性对策

8．3．1D3SM模型的扩展及其对策方案

8．3．2全局调度器的调度修订

8．3．3次序调度的动态调整

8．3．4三种应对资源不确定性方法

8．4可视化服务质量操控

8．4．1调度中的综合服务质量模型

8．4．2可视化调度框架

8．4．3可视化调度的实现

8．5后调度机制

8．6本章小结

第9章并行任务的访问与管理授权

9．1网格任务管理中的授权问题概述

9．2并行任务授权研究的目标与参考工作

9．3网格中间件中的授权现状

9．4并行化子任务级授权服务

9．4．1子任务级授权

9．4．2社区策略授权

9．4．3任务管理授权

9．4．4上下文感知授权

9．5实现机制

9．5．1规范扩展

9．5．2用户环境中功能模块实现

9．5．3底层系统的执行机制

9．6PSAS的相关考虑

9．7本章小结

第10章MASSIVE中网格任务管理系统的实现及应用实例

10．1MASSIVE中网格任务管理系统设计

10．1．1MASSIVE中任务管理的需求

10．1．2MASSIVE中任务管理体系及其功能设计

10．2MASSIVE中网格任务管理系统实现

10．2．1任务描述界面

10．2．2资源发现界面

10．2．3任务调度界面

10．2．4任务监控界面

10．2．5调度中的QoS操控界面

10．3应用实例与评价

10．3．1一个典型实例描述及其运行评价

10．3．2基于Montecarlo高维积分运算简介

10．3．3岩石工程中的二维数值模拟简介

10．3．4固体力学中的三维数值模拟简介

10．4本章小结

参考文献

附录计算网格中任务管理的实验环境MASSIVE简介

　　本书是关于介绍“计算网格中的任务管理研究及示范应用”的教学用书。全书以计算网格为例，介绍了网格任务管理中的诸多关键技术和典型应用实例。书中内容主要包括：计算网格中任务管理研究的背景知识、面向用户的网格任务管理体系结构、调度模型及相关算法等。　　本书可作为计算机、电子、通信等专业的高年级本科生和研究生的参考书。　　网格计算作为一种重要的新型分布式计算技术，有其重要的战略意义和广阔的应用前景，其中的任务管理是基础且具有挑战性的研究内容。本书以计算网格为例，介绍了网格任务管理中的诸多关键技术和典型应用实例。内容主要包括：计算网格中任务管理研究的背景知识、面向用户的网格任务管理体系结构、调度模型及相关算法、分布式网格任务监控体系MMS、并行适应性任务性能预测模型cBPP、任务调度中的负载平衡和容错机制、网格不确定性的对策及服务质量管控方法、并行化子任务级授权服务PSAS等。　　本书可作为计算机、电子、通信等专业的高年级本科生和研究生的参考书，也可供从事网格计算基础理论研究和相关应用开发的科技工作者参考阅读。