[發明專利]龍芯大數據一體機的任務優化調度方法及系統

在審

• 申請號: 202010909497.4
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112148443A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 陳鋒;吳浩然;陳宇強
• 申請（專利權）人: 安徽中科龍安科技股份有限公司
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/50;G06N3/12
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;韓珂

1.一種龍芯大數據一體機的任務優化調度方法，其特征在于，包括：

讀取各個待處理任務對應的源程序，通過MIPS編譯器對每一源程序完成編譯處理，生成可執行文件和匯編文件；

對每一匯編文件進行處理，獲得相應源程序對應的指令總數，并結合讀取到的計算節點CPU主頻，估計相應待處理任務的處理時間；

根據讀取到的各計算節點CPU的利用率、以及各待處理任務的處理時間，采用遺傳算法獲得使任務處理時間最短的任務調度方案；

根據獲得的任務調度方案，將待處理任務對應的可執行文件分配至相應計算節點的CPU進行處理。

2.根據權利要求1所述的一種龍芯大數據一體機的任務優化調度方法，其特征在于，估計相應待處理任務的處理時間的公式為：

其中，i＝1,2,…,N，N為待處理任務總數，t_i表示估計的第i個待處理任務對應的處理時間，I_si第i個待處理任務對應源程序的指令總數，C為CPU主頻，CPI表示平均的指令周期數。

3.根據權利要求1或2所述的一種龍芯大數據一體機的任務優化調度方法，其特征在于，對匯編文件進行處理，獲得相應源程序對應的指令總數的方式包括：

根據匯編文件中，表示控制指令的關鍵字和控制指令中的偏移量，對匯編文件main中是否存在循環進行判斷；

如果不存在循環，則獲取匯編文件中的main對應的字符串行數，將字符串行數作為源程序的指令總數；

如果存在循環，則根據控制指令的操作數在循環體內計算結果判斷循環次數，再根據循環體的行數和循環次數，計算源程序對應的指令總數。

4.根據權利要求1或2所述的一種龍芯大數據一體機的任務優化調度方法，其特征在于，所述根據讀取到的各計算節點CPU的利用率、以及各待處理任務的處理時間，采用遺傳算法獲得使任務處理時間最短的任務調度方案包括：

讀取各計算節點CPU利用率和CPU數量M，每一所述計算節點中包含若干CPU；CPU利用率記為P_j，j＝1,2,…,M；

采用遺傳算法進行任務調度方案優化，N≤M；其中，N為待處理任務總數；

遺傳算法中的個體采用二進制編碼表示，個體的編碼由待處理任務1編碼至待處理任務N編碼順序組成，每一待處理任務對應一個CPU；各待處理任務的編碼長度均相同，編碼長度l由下式確定：

其中，Mod為取余數函數，Int為取整函數，個體編碼長度為N×l；

個體的適應度函數為：

其中，個體g＝1,2,…,G，G為個體總數；p_i為第i個CPU的利用率；

遺傳算法首先對個體進行初始化，即隨機生成K個個體的二進制編碼，K為初始個體數目，其數值由用戶確定，根據個體的適應度函數公式計算各個個體的適應度值，通過賭輪選擇的方式，結合每一個體適應度值確定每一個體遺傳至下一代的概率，從而選出一系列個體，然后對所選擇的個體進行交叉與變異操作，確定下一代的個體，循環上述操作，直至遺傳算法收斂，最終得到一個最優的個體的二進制編碼，并作為使任務處理時間最短的任務調度方案。

5.根據權利要求1所述的一種龍芯大數據一體機的任務優化調度方法，其特征在于，該方法還包括：接收計算節點CPU反饋的任務處理結果，并存儲至本地數據庫。

6.一種龍芯大數據一體機的任務優化調度系統，其特征在于，包括：

任務管理模塊，用于讀取各個待處理任務對應的源程序，通過MIPS編譯器對每一源程序完成編譯處理，生成可執行文件和匯編文件；

任務處理時間估算模塊，用于對匯編文件進行處理，獲得相應源程序對應的指令總數，并結合讀取到的計算節點CPU主頻，估計相應待處理任務的處理時間；

任務調度方案優化模塊，用于根據讀取到的各計算節點CPU的利用率、以及各待處理任務的處理時間，采用遺傳算法獲得使任務處理時間最短的任務調度方案；

任務分配模塊，用于根據獲得的任務調度方案，將待處理任務對應的可執行文件分配至相應計算節點的CPU進行處理。