多核環(huán)境任務分配問題復雜性及求解模型研究.pdf

1、傳統(tǒng)任務分配問題是以最小化計算代價和處理器間通信代價之和為研究目標的。然而，隨著計算機硬件獲得巨大的性能提升，多核處理器成為主流，傳統(tǒng)任務分配理論面臨前所未有的巨大挑戰(zhàn)。在由多核處理器構建的集群環(huán)境中，不僅需要考慮計算節(jié)點間通信，還需要考慮計算節(jié)點內(nèi)通信(處理器間通信和核間通信)。研究表明，NAS基準測試平臺中超過50％的消息是通過計算節(jié)點內(nèi)通信完成的。在此背景下，本文提出了多核環(huán)境任務分配問題，目標是最小化計算代價，計算節(jié)點間通信代價

2、和計算節(jié)點內(nèi)通信代價(包括處理器間通信代價和核間通信代價)。多核環(huán)境任務分配問題的研究面臨兩方面的重大挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)之一，傳統(tǒng)任務分配問題是NP-hard問題，多核任務分配問題與之相比更為復雜，但是該新問題一定也是NP-hard問題嗎?在多核集群環(huán)境下，隨著核數(shù)越來越多，節(jié)點內(nèi)通信代價也越來越大，通信代價的量變會不會導致質變?也就是說通信代價的變化會不會導致問題復雜性發(fā)生本質的變化，即使得NP-hard問題變?yōu)镻問題?這些問題是算法復雜性研

3、究的難點，具有重要的理論意義和實際意義。挑戰(zhàn)之二，在傳統(tǒng)任務分配問題的精確求解模型研究中，最好的結果是通過數(shù)學規(guī)劃方法得到的。在多核任務分配問題研究中，如何使用數(shù)學規(guī)劃方法建立高效的精確求解模型?
　　 本文對多核環(huán)境任務分配問題復雜性及求解模型進行了研究。主要內(nèi)容包括：①研究了多核環(huán)境任務分配問題的復雜性。首次證明了多核環(huán)境下新的任務分配問題是NP-hard問題，即使在任務通信圖是二部圖并且是平面圖時，該結論依然成立；②使用最