[发明专利]一种可分任务多趟调度模型的求解方法及系统

摘要

本发明公开了一种可分任务多趟调度模型的求解方法及系统，通过建立可分任务多趟调度模型，并利用智能优化算法求解该模型。本发明的可分任务多趟调度模型通过消除任意相邻两趟调度之间的时间间隔，推导得到任务分配方案关于调度趟数和处理机数目的解析解。本发明提出的求解该模型的智能优化算法能够高效准确地求出最优的调度趟数和所需的机器数，从而得到满足可分任务完成时间最短的最优任务分配方案。

主权项

1.一种可分任务多趟调度模型的求解方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立可分任务多趟调度模型步骤1.1，给定调度趟数和处理机数目，构建可分任务的分配方案如下：αij＝γij+ηijαnm,i＝1,2,...,n,j＝1,2,...,m    式19其中，P0为主处理机，{Pi|i∈{1,2,...,N}}为从处理机；{Li|i∈{1,2,...,N}}为P0连接到从处理机Pi的通信链路；si为从处理机Pi的计算启动开销；wi为计算单位任务所需的时间；oi为链路Li的通信启动开销；gi为传输单位任务所花费的时间；m为调度趟数；n为参与调度的从处理机的数目，其中，0＜n≤N；Wtotal为总任务量；αij为调度主处理机P0在第j趟分配给从处理机Pi的任务大小；αnm为主处理机P0在第m趟分配给从处理机Pn的任务大小；oj+1为链路Lj+1的通信启动开销；sj为从处理机Pj的计算启动开销；gk+1为链路Lk+1传输单位任务所花费的时间；wk+1为从处理机Pk+1计算单位任务所需的时间；wj+1为从处理机Pj+1计算单位任务所需的时间；gj+1为链路Lj+1传输单位任务所花费的时间；ok为链路Lk的通信启动开销；步骤1.2，建立可分任务的多趟调度模型如下：此模型的约束条件为：(I)0＜n≤N；(II)m≥2；(III)αij＝γij+ηijαnm，其中，γij、ηij和αnm分别满足式20、式21和式22；(IV)0＜αij≤Wtotal,i＝1,2,...,n,j＝1,2,...,m；步骤2，求解可分任务多趟调度模型求解可分任务多趟调度模型，得到最优调度趟数、参与计算的处理机数目和任务分配方案，从而得到任务的最短完成时间；所述的步骤2的具体实现步骤如下：步骤2.1：记Tbest为当前已找到的最优解对应的任务完成时间，初始化Tbest＝∞，初始化参与计算的处理机数目n为N，初始化调度趟数m为2；步骤2.2：将n和m带入式19，计算任务的分配方案αij，其中，i＝1,2,...,n，j＝1,2,...,m；步骤2.3：若i＝1,2,...,n，j＝1,2,...,m，则令n＝n‑1，转向步骤2.2，否则，由公式计算出任务的完成时间T；步骤2.4：若T＜Tbest，则令Tbest＝T，m＝m+1，转向步骤2.2；否则，令m＝m‑1，算法终止，输出最优调度趟数m，参与调度的处理机数目n，任务分配方案αij和任务的最短完成时间Tbest。