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集群系统中动态节能调度方法研究

作　者: 崔慎杰
导　师: 谢长生
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 计算机节能分布式集群处理器主频动态调节网络唤醒
分类号: TP338.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

在分布式计算机集群应用越来越广泛的今天，计算机集群的能耗问题成为了近年来学术研究的热点。相比大型计算机集群以及数据中心成熟的节能技术，中小规模的分布式集群的节能策略较为单薄，因此研究中小规模分布式集群的节能方法具有重要意义。构建典型的分布式计算环境，分析计算机内部部件及节点间在典型负载下的能耗状况，设计了两级动态节能调度算法。在CPU级，该算法通过对负载队列以及集群内各个节点计算机CPU利用率的分析，分配调度任务以及设定各个节点的调频策略，利用CPUfreq模块中不同的调频控制器对集群内计算机的CPU频率进行调节；在系统级，该算法通过创建并分析系统运行日志，设计了一个具有启发式自主学习能力的休眠/唤醒策略，通过对集群内计算机进行合理的关机休眠和网络唤醒，实现整体负载、性能和能耗之间的动态平衡。针对已实现的原型系统的实验结果表明，CPU调频策略在最好的情况下能降低大约10%的整机能耗，关机休眠策略在测试搭建的分布式环境下能降低大约18%的集群能耗，在测试的最后，测试了不同类型计算机的开机时间和开机能耗。给出了CPU调频策略的优化建议以及远程关机和网络唤醒的利弊，给出了节能策略的优化原则。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 课题来源、目的与意义  8-9
  1.2 国内外概况  9-11
  1.3 本文主要研究内容  11-13
2 动态调度算法关键技术  13-19
  2.1 计算机能效分析  13-14
  2.2 可行性分析  14-15
  2.3 CPUfreq 模块介绍  15-16
  2.4 网络唤醒技术介绍  16-17
  2.5 本章小结  17-19
3 动态调度算法设计与实现  19-33
  3.1 开发环境与工具  19-20
  3.2 负载监测模块  20-21
  3.3 频率调节以及策略切换模块  21-28
  3.4 动态调度模块  28-30
  3.5 远程关机与网络唤醒模块  30-32
  3.6 本章小结  32-33
4 测试与分析  33-44
  4.1 测试环境介绍  33-34
  4.2 处理器调频测试结果与分析  34-37
  4.3 远程关机与网络唤醒测试结果与分析  37-42
  4.4 本章小结  42-44
5 全文总结和研究展望  44-46
  5.1 全文总结  44-45
  5.2 研究展望  45-46
致谢  46-47
参考文献  47-51

集群系统中动态节能调度方法研究

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