基于改进遗传算法的网格任务调度研究.doc

1、分 类 号 密 级U D C 编 号桂 林 电 子 科 技 大 学硕 士 学 位 论 文题 目 : 基 于 改 进 遗 传 算 法 的 网 格 任 务 调 度 研 究(英 文 ) Research on Grid Task Scheduling Based OnImproved Genetic Algorithm研 究 生 姓 名 ： 张 阳指 导 教 师 姓 名 、 职 务 ： 黄 文 明 副 教 授申 请 学 科 门 类 ： 工 学 硕 士学 科 、 专 业 ： 计 算 机 应 用 技 术提 交 论 文 日 期 ： 2009 年 4 月论 文 答 辩 时 间 ： 2009 年 6 月200

2、9 年 4 月 6 日-独 创 性 （ 或 创 新 性 ） 声 明本 人 声 明 所 呈 交 的 论 文 是 我 个 人 在 导 师 指 导 下 进 行 的 研 究 工 作 及 取 得 的 研 究 成果 。 尽 我 所 知 ， 除 了 文 中 特 别 加 以 标 注 和 致 谢 中 所 罗 列 的 内 容 以 外 ， 论 文 中 不 包 含 其他 人 已 经 发 表 或 撰 写 过 的 研 究 成 果 ； 也 不 包 含 为 获 得 桂 林 电 子 科 技 大 学 或 其 它 教 育 机构 的 学 位 或 证 书 而 使 用 过 的 材 料 。 与 我 一 同 工 作 的 同 志 对 本 研

3、究 所 做 的 任 何 贡 献 均 已在 论 文 中 做 了 明 确 的 说 明 并 表 示 了 谢 意 。申 请 学 位 论 文 与 资 料 若 有 不 实 之 处 ， 本 人 承 担 一 切 相 关 责 任 。本 人 签 名 ： 日 期 ：关 于 论 文 使 用 授 权 的 说 明本 人 完 全 了 解 桂 林 电 子 科 技 大 学 有 关 保 留 和 使 用 学 位 论 文 的 规 定 ， 即 ： 研 究 生 在校 攻 读 学 位 期 间 论 文 工 作 的 知 识 产 权 单 位 属 桂 林 电 子 科 技 大 学 。 本 人 保 证 毕 业 离 校 后 ，发 表 论 文 或 使 用

4、 论 文 工 作 成 果 时 署 名 单 位 仍 然 为 桂 林 电 子 科 技 大 学 。 学 校 有 权 保 留 送交 论 文 的 复 印 件 ， 允 许 查 阅 和 借 阅 论 文 ； 学 校 可 以 公 布 论 文 的 全 部 或 部 分 内 容 ， 可 以允 许 采 用 影 印 、 缩 印 或 其 它 复 制 手 段 保 存 论 文 。 （ 保 密 的 论 文 在 解 密 后 遵 守 此 规 定 ）本 学 位 论 文 属 于 保 密 在 年 解 密 后 适 用 本 授 权 书 。本 人 签 名 ： 日 期 ：导 师 签 名 ： 日 期 ：-摘 要摘 要网 格 是 解 决 科 学 计

5、算 、 工 程 计 算 和 商 业 计 算 等 大 规 模 计 算 的 平 台 。 它 是 下 一 代 互联 网 技 术 ， 把 互 联 网 合 成 一 台 巨 大 的 超 级 计 算 机 ， 从 而 实 现 资 源 的 全 面 共 享 。 在 网 格计 算 中 ， 任 务 管 理 、 任 务 调 度 和 资 源 管 理 是 网 格 必 须 具 备 的 三 个 基 本 功 能 。 网 格 任 务调 度 的 目 标 是 ： 在 复 杂 的 网 格 动 态 环 境 中 ， 同 时 考 虑 各 网 格 节 点 的 计 算 性 能 、 节 点 之间 的 通 讯 性 能 等 参 数 ， 把 不 同 的

6、任 务 以 最 合 理 的 方 式 分 配 到 相 应 的 网 格 结 点 去 完 成 。网 格 任 务 调 度 是 一 个 NP 完 全 问 题 。本 文 分 析 了 网 格 和 网 格 环 境 下 任 务 调 度 的 特 点 ， 在 此 基 础 上 给 出 了 网 格 任 务 调 度问 题 的 有 向 无 环 图 DAG 模 型 。 针 对 启 发 式 遗 传 算 法 早 熟 收 敛 的 不 足 ， 提 出 了 一 个 改 进的 具 有 DNA 编 码 特 征 的 遗 传 算 法 。 为 了 保 证 种 群 的 多 样 性 ， 提 高 遗 传 算 法 的 全 局 搜 索能 力 ， 染 色

7、体 采 用 DNA 编 码 和 解 码 ， 这 样 更 符 合 生 物 进 化 规 律 。 然 后 使 用 一 种 基 于 调度 子 串 合 法 性 判 断 的 初 始 种 群 生 成 方 法 ， 并 在 标 准 遗 传 算 法 的 基 础 上 增 加 新 的 倒 位 操作 和 轮 转 操 作 ， 使 网 格 任 务 调 度 取 得 更 优 解 。 另 外 ， 本 文 针 对 标 准 遗 传 算 法 收 敛 速 度较 慢 的 不 足 ， 提 出 了 一 种 改 进 的 快 速 收 敛 的 方 法 ， 通 过 调 整 标 准 遗 传 算 法 结 构 ， 增 加了 对 染 色 体 的 分 割 与

8、重 组 操 作 ， 使 遗 传 算 法 能 快 速 收 敛 。 与 标 准 遗 传 算 法 相 比 ， 改 进的 遗 传 算 法 更 合 理 地 分 配 了 网 格 资 源 ， 从 而 提 高 了 网 格 系 统 的 总 体 性 能 。本 文 采 用 GridSim 模 拟 器 构 建 网 格 仿 真 环 境 ， 并 设 计 基 于 图 形 用 户 接 口 的 GA 模块 (GUI-GA)用 来 设 置 遗 传 算 法 的 参 数 。 仿 真 实 验 结 果 表 明 ： 改 进 的 DNA 遗 传 算 法 (DNA-GA)相 对 标 准 遗 传 算 法 更 具 有 全 局 解 空 间 搜 索

9、的 特 点 ， 可 以 有 效 地 缩 短 网 格 任 务 的 完成 时 间 ， 提 高 网 格 资 源 的 使 用 效 率 。 另 外 ， 改 进 的 快 速 收 敛 方 法 与 标 准 调 度 算 法 相 比 ，提 出 的 算 法 取 得 了 更 好 收 敛 速 度 。关 键 词 ： 网 格 ; 任 务 调 度 ; DNA 遗 传 算 法 ; 收 敛 ; GridSim I -摘 要AbstractGrid is a kind of perfect computing technology platform, which will be used in theelds of science

10、 computing, engineering computing and some other large-scale com-puting. Grid is the next generation Internet. It integrates the whole Internet intoa giant supercomputer, and shares its entire resources. In Grid computing, the taskmanagement, the task scheduling and the resource management are three

11、 basic func-tions that the grid must have. The purpose of task scheduling is to assign dierenttasks to corresponding grid node rationally, simultaneously considering the computingperformance of each grid node and the parameter among nodes such as communicationperformance in complex and dynamic grid

12、environment. The task scheduling problemis known to be in general NP-complete.In this thesis, based on the analysis of characters on the grid and the tasks schedul-ing in elds of grid, the DAG map-based grid task scheduling for Mathematical Mod-eling is presented. Heuristic genetic algorithms have b

13、een developed to resolve it inmy thesis. To prevent the premature convergence by the genetic algorithm, a schedul-ing strategy is proposed which uses an improved genetic algorithm with DNA codingcharacteristic. In order to ensure the diversity of population and the global search ca-pability of stand

14、ard GA, chromosome are coded and decoded by DNA, complied withthe rule of evolutionary. A primary population forming method is addressed base onthe schedule lists legality. And based on standard genetic algorithm, new operations-reversion and round operations are applied to get better result for gri

15、d task scheduling.In addition,aiming at the slow convergence of standard genetic algorithm, this thesispresents an improved fast converging method. Through the additional segmentationand recombination of Chromosome by adjusting Standard GA structure, the standardgenetic algorithm can fast converged.

16、 Compared with the standard genetic algorithm,the improved new DNA genetic algorithm can schedule resources more reasonably andimprove capability of grid computing system by this means.In this thesis， a grid simulation model is constructed by GridSim, and a GA modulebased on GUI is designed for set

17、parameters of the genetic algorithm. The simulationresults show that the improved DNA genetic algorithm is better than the standardgenetic algorithm on the global search capability and decrease the total runtime ofthe tasks and raise the usage of the resources. The simulation results show that thisa

18、lgorithm has the advantage of better convergent speed over the standard schedulingalgorithms. In addition, the simulation of the improved DNA genetic algorithm showsthat this algorithm has the advantage of better convergent speed over the standardscheduling algorithms. II -摘 要Key words: Grid; Task s

19、cheduling; DNA genetic algorithm; convergence; Grid-Sim; III -目 录目 录摘 要 IAbstract II第 一 章 绪 论 11.1 研 究 背 景 与 意 义 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 任 务 调 度 算 法 的 研 究 现 状 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.3 主 要 研 究 工 作 . . . . . . . . . . . . . . . .

20、 . . . . . . . . . . . . . . . . 41.4 论 文 结 构 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4第 二 章 网 格 环 境 下 的 任 务 调 度 62.1 网 格 概 述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.2 网 格 的 体 系 结 构 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21、 . . . 72.3 网 格 任 务 调 度 的 特 点 和 目 标 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.4 网 格 任 务 调 度 的 原 理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.4.1 任 务 调 度 的 定 义 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.4.2 NP 完 全 问 题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22、 . . . . . . . . 142.4.3 网 格 任 务 调 度 策 略 与 过 程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.5 现 有 任 务 调 度 算 法 介 绍 与 分 析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.6 本 章 小 结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18第 三 章 遗 传 算 法 193.1 遗 传 算 法 的 发 展 与 特 点 . . .

23、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.2 遗 传 算 法 基 本 原 理 与 基 本 流 程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203.3 遗 传 算 法 的 理 论 基 础 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213.3.1 模 式 定 理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213.3.2 隐 含 并 行

24、 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.3.3 积 木 块 假 设 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.3.4 遗 传 算 法 的 收 敛 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.4 遗 传 算 法 操 作 设 计 与 参 数 选 择 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243.5 本 章 小

25、 结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29第 四 章 基 于 改 进 遗 传 算 法 的 网 格 任 务 调 度 设 计 304.1 基 于 DAG 图 的 网 格 任 务 调 度 策 略 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304.2 基 于 改 进 的 DNA GA 网 格 任 务 调 度 算 法 设 计 . . . . . . . . . . . . . . . 314.2.1 染 色 体 编 码 . . . . . . . . .

26、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 IV -目 录1.5 初 始 种 群 生 成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341.6 适 应 度 函 数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351.7 遗 传 操 作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351.8 改 进 的 快 速 收 敛 方 法 . .

27、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391.9 遗 传 算 法 结 束 条 件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422.7 本 章 小 结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42第 五 章 仿 真 实 验 及 分 析 432.4.4 网 格 仿 真 及 常 见 工 具 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28、. . 432.4.5 GridSim 网 格 模 拟 器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443.6 GridSim 体 系 结 构 与 实 体 模 型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443.7 GridSim 仿 真 的 步 骤 与 软 件 的 安 装 . . . . . . . . . . . . . . . . . 462.4.6 仿 真 模 块 设 计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29、. . . . . . 472.4.7 实 验 结 果 与 分 析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502.4.8 本 章 小 结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56第 六 章 总 结 与 展 望 573.3.5 本 文 的 工 作 和 成 果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573.3.6 未 来 展 望 .

30、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57参 考 文 献 59致 谢 64作 者 在 攻 读 硕 士 期 间 主 要 研 究 成 果 65 V -目 录 VI -第 一 章 绪 论第 一 章 绪 论1.1 研 究 背 景 与 意 义随 着 人 类 探 索 自 然 的 深 度 、 广 度 不 断 拓 展 ， 迫 切 需 要 功 能 更 强 、 速 度 更 快 的 计 算机 系 统 来 处 理 和 解 决 所 遇 到 的 问 题 。 尽 管 超 级 计 算 机 的 能 力 在 不 断 地 增 长 ，

31、仍 然 有 许多 局 限 性 。 一 方 面 ， 超 级 计 算 机 造 价 极 高 ， 通 常 只 有 一 些 国 家 级 的 部 门 ， 才 有 能 力 配 置这 样 的 设 备 ； 另 一 方 面 ， 某 些 应 用 对 计 算 的 要 求 非 常 高 ， 即 使 是 现 在 最 大 的 超 级 计 算机 也 无 法 提 供 它 们 所 需 的 资 源 。 因 此 ， 网 格 计 算 (Grid Computing)14就 成 为 当 今 计算 机 科 学 领 域 最 新 兴 起 的 一 项 有 很 高 学 术 价 值 和 应 用 价 值 的 研 究 课 题 。网 格 技 术 其 核 心

32、 思 想 是 “整 个 因 特 网 就 是 一 台 计 算 机 ”。 网 格 的 提 出 将 从 根 本 上改 变 人 们 对 计 算 的 看 法 ， 因 为 网 格 提 供 的 是 与 以 往 根 本 不 同 的 计 算 方 式 。 网 格 的 意 义就 如 同 互 联 网 改 变 了 人 们 传 统 的 通 信 方 式 和 通 信 手 段 一 样 ， 它 将 改 变 人 们 传 统 的 计 算方 式 和 计 算 手 段 ， 网 格 技 术 将 为 人 们 提 供 更 强 大 、 更 方 便 、 更 高 级 的 问 题 求 解 手 段 。在 网 格 计 算 中 ， 任 务 管 理 、 任 务

33、 调 度 和 资 源 管 理 是 网 格 必 须 具 备 的 三 个 基 本 功 能 。用 户 通 过 向 网 格 系 统 提 交 计 算 任 务 来 共 享 网 格 资 源 ， 网 格 调 度 程 序 再 按 照 某 种 策 略 把这 些 任 务 分 配 给 合 适 的 资 源 。 任 务 调 度 是 网 格 计 算 中 一 个 至 关 重 要 的 问 题 ， 其 算 法 将直 接 影 响 到 网 格 环 境 中 任 务 执 行 的 效 率 以 至 成 败 。 但 由 于 网 格 的 新 特 性 ， 使 得 必 须 研究 新 的 算 法 来 解 决 一 些 新 出 现 的 问 题 ， 如 调

34、 度 问 题 的 NP 安 全 性 ， 资 源 的 异 构 性 以 及 资源 分 配 决 策 的 并 行 性 和 分 布 性 等 。 这 对 传 统 的 调 度 算 法 提 出 了 新 的 挑 战 。 传 统 的 并 行计 算 调 度 算 法 主 要 是 调 度 一 个 应 用 程 序 的 子 任 务 到 并 行 的 计 算 机 ， 主 要 目 的 是 减 少 计算 时 间 ； 而 对 于 网 格 环 境 ， 调 度 算 法 关 心 的 主 要 问 题 是 调 度 来 自 不 同 用 户 的 应 用 流 到可 用 的 计 算 资 源 上 ， 从 而 最 大 限 度 地 让 网 格 系 统 得

35、到 最 大 的 使 用 ， 它 追 求 的 是 调 度 的高 吞 吐 率 。 具 体 的 目 标 包 括 :最 优 跨 度 (Optimal Makespan)、 服 务 质 量 Qos5(Quality ofservice)， 负 载 均 衡 (Load Balancing)、 经 济 原 则 (Economic Principles)等 。 然 而 由 于 网格 计 算 任 务 调 度 面 临 的 是 一 个 NP 完 全 问 题 ， 至 今 没 有 找 到 有 效 算 法 ， 而 指 数 型 算 法 对解 决 规 模 较 大 的 问 题 又 十 分 困 难 ， 以 求 近 似 最 优 解

36、 为 目 的 的 启 发 性 算 法 自 然 就 受 到 了极 大 的 重 视 。 而 遗 传 算 法 因 其 自 组 织 、 自 适 应 、 自 学 习 性 和 并 行 性 等 特 点 而 非 常 适 宜解 决 网 格 任 务 调 度 问 题 。虽 然 研 究 人 员 在 网 格 任 务 调 度 领 域 进 行 了 许 多 的 研 究 ， 也 取 得 了 一 些 成 果 ， 但 是要 解 决 网 格 环 境 的 任 务 调 度 问 题 还 需 要 进 行 大 量 的 研 究 工 作 。网 格 作 为 一 种 建 立 在 互 联 网 上 的 新 一 代 基 础 设 施 ， 目 前 网 格 计

37、算 处 于 快 速 发 展 期 ，很 多 正 在 开 发 的 相 关 网 格 调 度 项 目 。 下 面 是 一 些 具 有 代 表 性 的 系 统 。中国国家网格 6( China National Grid)是 2005 年 12 月 21 日 开 通 的 ， 是 一 个 计 算资 源 共 享 、 数 据 共 享 以 及 协 同 工 作 的 环 境 ， 已 经 开 发 了 资 源 环 境 、 科 学 研 究 、 服 务 业和 制 造 业 四 个 领 域 的 应 用 网 格 ， 由 国 家 863 计 划 重 大 专 项 支 持 ， 是 聚 合 了 高 性 能 计 算和 事 务 处 理 能

38、力 的 新 一 代 信 息 基 础 设 施 的 试 验 床 。 通 过 资 源 共 享 、 协 同 工 作 和 服 务 机 1 -第 一 章 绪 论制 、 有 效 支 持 科 学 研 究 ， 资 源 环 境 、 先 进 制 造 和 信 息 服 务 等 应 用 。 中 国 国 家 网 格 环 境构 成 与 主 要 设 备 包 括 北 京 中 科 院 主 结 点 （ 联 想 深 腾 6800） 、 上 海 超 算 中 心 主 结 点 （ 曙光 4000A） 、 北 京 清 华 结 点 （ 清 华 探 索 3 号 集 群 计 算 机 ） 、 北 京 应 用 物 理 结 点 （ 银 河 计 算机 ）

39、、 西 安 结 点 （ 曙 光 3000 ） 、 合 肥 结 点 （ HP Integrity Superdome ） 、 长 沙 结 点 （ 银 河计 算 机 ） 以 及 香 港 结 点 （ 集 群 计 算 机 ） 。中 国 教 育 科 研 网 格 (chinaGrid)： 教 育 部 ”211 工 程 ”公 共 服 务 体 系 建 设 的 重 大 专 项 。中 国 教 育 科 研 网 格 由 国 内 12 所 大 学 首 批 参 与 ， 配 合 网 络 计 算 机 的 使 用 ， 把 在 CERNET 上自 治 的 分 布 异 构 的 海 量 信 息 资 源 集 成 起 来 ， 实 现 C

40、ERNET 环 境 下 资 源 的 有 效 共 享 。 消除 信 息 孤 岛 ， 提 供 有 效 的 服 务 ， 形 成 高 水 平 低 成 本 的 计 算 机 服 务 平 台 。Globus7是 美 国 多 家 研 究 机 构 的 合 作 项 目 ， Globus 的 核 心 是 一 个 工 具 集 ， 包 括 一组 执 行 基 本 服 务 的 组 件 。 Globus 提 供 了 调 度 组 件 作 为 其 工 具 集 的 一 部 分 ， 但 没 有 提供 具 体 的 调 度 策 略 ， 依 赖 高 层 调 度 器 执 行 任 务 调 度 ， 很 多 调 度 器 中 间 件 如 Nimro

41、d-G、 AppleS 和 Condor 都 是 基 于 Globus 服 务 开 发 的 。 Globus 是 一 个 典 型 的 分 层 网 格 体 系 ，高 层 的 服 务 可 以 调 用 低 层 的 核 心 服 务 来 开 发 。 它 的 重 点 在 于 分 级 式 的 集 合 网 格 组 件 和服 务 ， 鼓 励 了 使 用 低 级 的 服 务 来 开 发 高 级 的 服 务 。Condor8是 美 国 威 斯 康 星 大 学 开 发 的 一 个 高 吞 吐 量 的 计 算 环 境 ， 可 管 理 分 属 于 不同 机 构 的 大 量 PC 机 、 工 作 站 以 及 集 群 ， 以

42、 利 用 闲 散 CPU 周 期 著 名 。 Condor 可 以 被 认为 是 具 有 平 面 组 织 的 计 算 网 格 。 它 使 用 了 具 有 混 合 命 名 空 间 的 可 扩 展 体 系 。 它 不 支持 QoS， 信 息 存 储 在 不 使 用 X.500/LDAP(Lightweight Directory Access Protocol)技术 的 网 络 目 录 中 。 资 源 发 现 是 通 过 集 中 式 的 发 布 查 询 请 求 来 实 现 的 ， 因 而 属 于 集 中 式的 调 度 程 序 。Netsolve9是 一 种 基 于 客 户 -代 理 -服 务 器

43、结 构 的 服 务 网 格 ， 由 代 理 执 行 信 息 存 储 与维 护 、 资 源 发 现 和 资 源 调 度 ， 客 户 端 支 持 C、 FORTRAN、 METLAB 和 网 页 应 用 程 序 。2003 年 ， Spooner 在 沃 里 克 大 学 首 次 提 出 了 TITAN， 认 为 基 于 该 体 系 结 构 可 以 通 过遗 传 算 法 得 到 最 优 调 度 10。国 外 重 要 网 格 应 用 研 究 项 目 还 有 :美 国 NASA 网 格 IPG（ Information Power Grid） 11，欧洲数据网格 DATAGrid12， 全 球 信 息

44、网 格 GIG13， 美 国 NSF 网 格 TeraGrid14， 等 等 。可 见 ， 网 格 计 算 的 应 用 已 经 引 起 了 世 界 各 国 的 高 度 重 视 。网 格 在 实 际 应 用 方 面 已 经 展 现 出 它 超 强 的 能 力 ， 并 取 得 了 一 些 成 果 ：2007 年 9 月 ， 欧 洲 和 亚 洲 研 究 人 员 共 同 协 作 将 横 跨 45 个 国 家 的 4 万 多 台 电 脑 联 合 起来 组 成 网 格 。 这 个 称 之 为 EGEE（ Enabling Grids for E-science） 的 计 算 机 网 格 ， 将 数万 台

45、普 通 电 脑 组 成 一 个 超 大 型 超 级 计 算 机 ， 他 们 正 利 用 EGEE 寻找能够抑制流感病毒活 性 的 新 型 分 子 ， 使 用 EGEE， 已 经 发 现 了 大 约 200 个 可 能 成 为 对 抗 禽 流 感 的 药 物 分子 。 在 匈 牙 利 布 达 佩 斯 举 行 的 EGEE2007 会 议 上 ， EGEE 应 用 于 对 抗 禽 流 感 的 成 功 例子 。 据 称 ， 计 算 机 网 格 在 探 明 新 药 潜 力 方 面 的 生 产 力 水 平 提 高 超 过 6000%， 筛 选 成 功 率高 达 6%， 而 使 用 传 统 药 物 发 现

46、 方 法 的 典 型 成 功 率 则 仅 为 约 0.1%15。2008 年 3 月 18 日 出 版 的 美 国 化 学 会 志 （ JACS） 16上 发 表 了 在 英 国 国 家 网 格 计 2 -第 一 章 绪 论算 (computing grid)平 台 和 美 国 TeraGrid 系 统 的 帮 助 下 ， 伦 敦 大 学 学 院 (UCL)科 学 家 有望 揭 示 地 球 早 期 生 命 起 源 之 谜 的 报 道 17。 计 算 网 格 系 统 模 拟 形 成 在 热 液 喷 口 附 近 的 高温 和 高 压 环 境 ， 这 将 显 示 DNA 分 子 植 入 分 层 矿

47、石 后 所 表 现 的 稳 定 性 ， 以 及 接 触 矿 石 和处 于 热 降 解 作 用 下 所 形 成 的 保 护 状 态 。1.2 任 务 调 度 算 法 的 研 究 现 状作 为 计 算 网 格 关 键 技 术 之 一 的 任 务 调 度 算 法 ， 历 来 都 受 到 国 内 外 网 格 研 究 者 的 重视 和 关 注 。 它 与 传 统 的 分 布 式 系 统 的 主 要 区 别 在 于 它 具 有 广 域 性 、 异 构 性 、 动 态 性 三个 特 点 ， 它 主 要 应 用 于 解 决 规 模 庞 大 、 计 算 复 杂 、 需 要 使 用 多 种 异 构 资 源 的 计

48、 算 问 题 ，因 此 以 前 针 对 传 统 的 分 布 式 计 算 的 调 度 方 法 已 经 不 适 用 于 网 格 环 境 中 的 任 务 调 度 。 在传 统 的 并 行 和 分 布 式 调 度 问 题 中 ， 所 涉 及 的 计 算 资 源 是 同 构 的 ， 因 此 不 必 关 心 资 源 所具 有 的 属 性 以 及 资 源 能 否 满 足 用 户 所 提 交 的 任 务 的 需 要 ， 而 且 ， 计 算 资 源 通 常 在 地 理上 是 集 中 的 ， 因 此 不 用 关 心 系 统 在 运 行 过 程 中 通 信 所 花 费 的 开 销 。 网 格 任 务 调 度 的 目

49、的 就 是 将 “合 适 ”的 任 务 分 配 到 “合 适 ”的 资 源 上 去 运 行 。 网 格 的 出 现 ， 对 分 布 式 任 务调 度 研 究 提 出 了 新 的 挑 战 。围 绕 着 网 格 计 算 中 的 任 务 调 度 算 法 ， 一 般 来 说 有 静 态 和 动 态 的 调 度 算 法 。 静 态 调度 算 法 是 指 所 有 的 任 务 机 器 映 射 策 略 在 执 行 任 务 调 度 前 就 已 经 全 部 确 定 ； 动 态 调 度算 法 是 指 一 些 任 务 机 器 映 射 策 略 在 执 行 任 务 调 度 期 间 根 据 实 际 情 况 进 行 确 定 。静 态 调 度 算 法 是 网 格 计 算 中 最 早 被 研 究 的 算 法 。 相 对 较 为 简 单 18、 调 度 算 法 运行 开 销 低 、 对 数 据 的 依 赖 性 小 。 常 见 的 静 态 调 度 算 法 有 ： Min-min、 Max-min、 A*、 Duplex、 OLE、 MET、 蚂 蚁 算 法 、 GA、 借