调度模型在计算机体系结构中的作用是什么?

调度系统由程序任务、目标机器和优化特定性能标准的调度组成。

程序任务- 并行程序的特征可以定义为系统(T,<,D,A)如下 -

  • T={t 1 ,.....t n }是一组要执行的任务。

  • < 是在 T 上定义的偏序,它指定了操作优先约束。即t i <t j意味着t i必须在 t j开始执行之前完成。

  • D是一个nxn的通信数据矩阵,其中Dij≥0是任务t i到任务t j需要传输的数据量,1≤i,j≤n。

  • A 是计算次数的 n 向量;也就是说,A i > 0是任务t i的计算量的度量,1 ≤i≤ n。

分布式系统中任务之间的关系可能包括也可能不包括优先级约束。当需要强制执行某些优先级约束时,偏序 < 可以方便地表示为称为任务图的有向无环图 (DAG)。

在这种情况下,调度这些任务通常称为优先约束调度。任务图 G = (T, E) 具有一组节点 T 和一组有向边 E。两个任务 t i和 t j之间的有向边 (i, j)指定 t i必须在 t j之前完成可以开始了。

目标机器- 目标机器由一组使用任意互连网络连接的 m 个异构处理元件组成。与每个处理元件P i 相关的是它的速度S i

处理元件的连通性可以使用称为网络图的无向图来表示。与网络图中连接两个处理元件P i和P j 的每条边 (i, j) 相关联的是传输速率R ij,即每单位时间可以通过链路传输多少个数据单元。

调度- 在 m 个处理元素的系统上任务图 G = (T, E) 的调度是一个函数 f,它将每个任务映射到一个处理元素和开始时间。

形式上,f − T &#rarr;{1,2,…m} x [0,∞) .If f(v)=(i,t) 对于某些v ∈ T。任务 v 被安排由处理器 i 从时间 t 开始处理。函数 f 可以用甘特图来说明,其中可以轻松显示所有任务的开始和完成时间。甘特图由分布式系统中所有处理元素的列表组成,对于每个处理元素,还包括按执行时间排序的分配给该处理元素的所有任务的列表,包括任务开始和完成时间。

调度目标是最小化并行程序的总完成时间。这种绩效衡量标准被称为任何任务的计划长度或最长完成时间。

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