基于DVS的多核周期任務(wù)節(jié)能調(diào)度策略研究的開題報(bào)告

基于DVS的多核周期任務(wù)節(jié)能調(diào)度策略研究的開題報(bào)告1.研究背景和意義隨著多核處理器應(yīng)用的廣泛，節(jié)能問(wèn)題和任務(wù)調(diào)度問(wèn)題成為多核系統(tǒng)中關(guān)鍵的研究問(wèn)題之一。當(dāng)前的多核處理器節(jié)能策略主要依賴于動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)（DVFS），即根據(jù)當(dāng)前負(fù)載情況動(dòng)態(tài)改變處理器的電壓和頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能。但是，DVFS策略存在一些缺陷，如頻繁的電壓/頻率切換會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降，而且略微的誤差在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行中會(huì)積累，影響能效提升。針對(duì)這些問(wèn)題，本研究計(jì)劃基于DVS（DynamicVoltageScaling）技術(shù)，研究多核周期性任務(wù)的節(jié)能調(diào)度策略。主要的研究?jī)?nèi)容包括：1）分析DVS技術(shù)的原理和優(yōu)缺點(diǎn)，提出多核周期性任務(wù)的節(jié)能調(diào)度問(wèn)題并制定相應(yīng)的優(yōu)化目標(biāo)。2）設(shè)計(jì)一種面向多核的調(diào)度算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)周期性任務(wù)的節(jié)能調(diào)度。該算法應(yīng)考慮任務(wù)之間的約束和優(yōu)先級(jí)，同時(shí)針對(duì)多核系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行合理的資源分配和任務(wù)調(diào)度。3）在模擬環(huán)境下實(shí)現(xiàn)該算法，并與常見(jiàn)的節(jié)能調(diào)度算法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，評(píng)估算法的節(jié)能效果和性能開銷。2.研究?jī)?nèi)容和方法2.1研究?jī)?nèi)容本研究的主要內(nèi)容包括：1）DVS技術(shù)的原理和優(yōu)缺點(diǎn)：對(duì)DVS技術(shù)進(jìn)行深入研究，分析其在多核系統(tǒng)中的優(yōu)缺點(diǎn)及其適用范圍。2）多核周期性任務(wù)的節(jié)能調(diào)度問(wèn)題：針對(duì)多核處理器中常見(jiàn)的周期任務(wù)如定時(shí)器任務(wù)、中斷處理等，制定節(jié)能調(diào)度問(wèn)題的模型和約束條件。3）面向多核的節(jié)能調(diào)度算法設(shè)計(jì)：基于任務(wù)關(guān)系和優(yōu)先級(jí)，設(shè)計(jì)一種合理的任務(wù)調(diào)度算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)多核周期任務(wù)的節(jié)能調(diào)度。4）模擬實(shí)驗(yàn)與算法評(píng)估：在模擬環(huán)境下實(shí)現(xiàn)算法并與常見(jiàn)的節(jié)能調(diào)度算法進(jìn)行比較，評(píng)估算法的性能和節(jié)能效果。2.2研究方法本研究將采用以下方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)：1）理論分析法：對(duì)DVS技術(shù)的原理和多核周期任務(wù)的節(jié)能調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行理論分析和建模，并制定相應(yīng)的優(yōu)化目標(biāo)。2）算法設(shè)計(jì)法：基于任務(wù)關(guān)系和優(yōu)先級(jí)，設(shè)計(jì)一種面向多核的調(diào)度算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)多核周期任務(wù)的節(jié)能調(diào)度。3）模擬實(shí)驗(yàn)法：在模擬環(huán)境下實(shí)現(xiàn)算法并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，評(píng)估算法的性能和節(jié)能效果。3.研究進(jìn)度安排1）第一階段（2周）：完成對(duì)DVS技術(shù)原理和多核周期任務(wù)的調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行理論分析和建模。2）第二階段（3周）：設(shè)計(jì)基于DVS技術(shù)的多核周期任務(wù)節(jié)能調(diào)度算法。3）第三階段（3周）：在模擬環(huán)境下實(shí)現(xiàn)算法并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。4）第四階段（2周）：對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和評(píng)估，總結(jié)研究成果并撰寫論文。4.參考文獻(xiàn)[1]TanJ,ZhaoY.Adynamicvoltageandfrequencyscalingalgorithmwithminimumenergyconsumption[C]//2008IEEEPacific-AsiaWorkshoponComputationalIntelligenceandIndustrialApplication.IEEE,2008:7-11.[2]ZhangY,MaF,LiZY,etal.Ataskschedulingstrategybasedondynamicvoltageandfrequencyscalinginmulti-coresystems[J].JournalofSystemsArchitecture,2012,58(8):332-344.[3]KimJ,KimJH,KimJK,etal.Efficientschedulingmethodforpower-awareCPUtasksinmulti-coresystems[J].JournalofSystemsArchitecture,2011,57(6):530-544.[4]ZhangY,MaF,LiZY,etal.Dynamicvoltageandfrequencyscalingforconcurrent