異構(gòu)計(jì)算環(huán)境調(diào)度算法研究的開題報(bào)告

異構(gòu)計(jì)算環(huán)境調(diào)度算法研究的開題報(bào)告一、選題背景隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，各種計(jì)算量較大、需要高性能計(jì)算的任務(wù)逐漸增多。然而，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)架構(gòu)已經(jīng)不能滿足這些任務(wù)的需求。為了提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能，大量的異構(gòu)計(jì)算環(huán)境應(yīng)運(yùn)而生。異構(gòu)計(jì)算環(huán)境是指利用不同類型的處理器和加速器（如CPU、GPU、FPGA、ASIC等）來處理計(jì)算任務(wù)的計(jì)算環(huán)境。相較于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，異構(gòu)計(jì)算機(jī)擁有更強(qiáng)大的計(jì)算能力以及更高的能源利用效率。然而，異構(gòu)計(jì)算環(huán)境中不同處理器性能的差異、芯片架構(gòu)不同、通信帶寬的限制等挑戰(zhàn)也隨之而來。針對這些挑戰(zhàn)，為了在異構(gòu)計(jì)算環(huán)境中優(yōu)化任務(wù)執(zhí)行時(shí)間并使系統(tǒng)能夠更加高效地使用各類處理器，調(diào)度算法成為了異構(gòu)計(jì)算環(huán)境中研究的重點(diǎn)之一。二、選題意義異構(gòu)計(jì)算環(huán)境中的調(diào)度算法決定了各類處理器的利用效率，直接關(guān)系到任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間和系統(tǒng)的性能。合理地設(shè)計(jì)和優(yōu)化調(diào)度算法，能夠提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的能效比、縮短任務(wù)執(zhí)行時(shí)間、減少資源的浪費(fèi)。同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界對于異構(gòu)計(jì)算環(huán)境中調(diào)度算法的研究和開發(fā)需求也越來越迫切。三、研究方向、內(nèi)容和方法（1）研究方向：異構(gòu)計(jì)算環(huán)境中的調(diào)度算法（2）研究內(nèi)容：1.了解異構(gòu)計(jì)算環(huán)境的基本理論知識以及各類處理器的特點(diǎn)和應(yīng)用場景，對異構(gòu)計(jì)算環(huán)境進(jìn)行建模；2.研究海量數(shù)據(jù)處理任務(wù)的性質(zhì)和特點(diǎn)，分析不同的調(diào)度策略對于任務(wù)執(zhí)行時(shí)間和系統(tǒng)性能的影響，探究任務(wù)調(diào)度算法的適用場景和局限性；3.從任務(wù)分配、任務(wù)遷移、數(shù)據(jù)交換等角度出發(fā)，設(shè)計(jì)和優(yōu)化調(diào)度算法，提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的能效比、縮短任務(wù)執(zhí)行時(shí)間、減少資源的浪費(fèi)。（3）研究方法：綜合應(yīng)用現(xiàn)有的調(diào)度算法，針對海量數(shù)據(jù)處理任務(wù)在異構(gòu)計(jì)算環(huán)境中的特點(diǎn)和優(yōu)化目標(biāo)，提出有效的調(diào)度策略和算法，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其實(shí)際執(zhí)行效果。四、預(yù)期成果通過本次研究，期望可以推進(jìn)行業(yè)界異構(gòu)計(jì)算環(huán)境中調(diào)度算法的應(yīng)用落地，幫助用戶高效完成任務(wù)，提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的能效比和性能。同時(shí)，對異構(gòu)計(jì)算環(huán)境中調(diào)度算法的研究也可以為理論研究提供有力支持，為異構(gòu)計(jì)算領(lǐng)域的學(xué)術(shù)交流和技術(shù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。五、研究進(jìn)度安排第1-2周：閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，深入了解異構(gòu)計(jì)算環(huán)境中的調(diào)度算法研究現(xiàn)狀。第3-4周：研究海量數(shù)據(jù)處理任務(wù)的特點(diǎn)和性質(zhì)，深入分析調(diào)度策略對任務(wù)執(zhí)行時(shí)間和系統(tǒng)性能的影響。第5-6周：針對異構(gòu)計(jì)算環(huán)境的特點(diǎn)，提出并初步設(shè)計(jì)調(diào)度算法。第7-8周：優(yōu)化算法，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其實(shí)際執(zhí)行效果。第9-10周：進(jìn)行算法效果分析，編寫論文。六、參考文獻(xiàn)【1】Wen-meiW.Hwu.ECE408/CS483AdvancedComputerArch，Lecture1:IntroductiontoParallelComputerArchitecture.【2】MichaelJ.Flynn.VeryHigh-SpeedComputingSystems，inProc.IEEE，Vol.54，pp.1901~1909，1966.【3】LiLiang,JiashuaiShi,YanjunLi,etal.Surveyonjobschedulingincloudcomputingenvironment.JournalofSoftwareEngineeringandApplications，Vol.5，No.6，pp.441~446，2012.【4】WeiPan,YuanpingZhu,XueXie,etal.Asurveyofparallelcomputingsystems.JournalofFrontiersofComputerScienceandTechnology，Vol.5，No.6，pp.624~636，2011.【5】AnkitSawarkar.Heterogeneouscomputing:Abriefsurveyofsystems,architectures,andprogram