答辩公告

学位论文简介

随着计算系统集成度和性能的提高，能耗逐渐增大并已成为系统设计的主要瓶颈，需要通过有效的能量管理（包括能量约束与高能效两个方面）技术来协调能量的使用。本文对异构分布式系统中面向能量管理的并行应用调度算法展开研究，研究满足不同约束条件的高能效调度与优化问题。主要工作和创新点概括如下：

1、研究能量约束并行应用的高性能调度和可靠性增强调度，解决了异构分布式系统中能量约束并行应用的调度长度最小化的问题和可靠性增强的问题，提出了具有能量约束的最小调度长度(MSLECC)算法和具有能量约束的最大化可靠性(MREC)算法。实验结果表明：与经典的HEFT和ECS算法相比，本文所提出的MSLECC算法不仅使得应用的实际能量值满足给定的能量约束，而且其调度长度更短。与优秀的RMEC算法相比，本文所提出的MREC算法不仅实际能量值满足给定的能量约束，而且具有更高的可靠性值。

2、研究实时并行应用的高能效调度，解决了异构分布式系统中实时并行应用的能耗最小化问题。首先，提出截止期限松弛算法。其次，提出非DVFS高能效调度(NDES)算法。再次，进一步提出全局DVFS高能效调度(GDES)算法。实验结果表明本文所提出的NDES&GDES 组合算法能够比当前最优的高能效调度算法节省更多的能量。

3、研究可靠并行应用的高能效容错调度，解决了异构分布式嵌入式系统中可靠并行应用的高能效调度和高能效容错调度问题。提出了一种非容错的满足可靠性目标的高能效调度(ESRG)算法和一种满足可靠性目标的高能效容错调度(EFSRG) 算法。实验结果表明：本文所提出的EFSRG 算法降低的能耗高于其他方法在同等规模条件下降低的能耗。

主要学术成果

[1] Xiongren Xiao, Guoqi Xie, Renfa Li, and Keqin Li. Minimizing Schedule Length of Energy Consumption Constrained Parallel Applications on Heterogeneous Distributed Systems. 14th IEEE International Symposium on Parallel and Distributed Processing with Applications (IEEE TrustCom/BigDataSE/ISPA 2016), 2016: 1471-1476. (DOI: 10.1109/TrustCom.2016.0230)(CCF C类会议最佳论文，第一作者)

[2] Xiongren Xiao, Guoqi Xie, Cheng Xu, Chunnian Fan, Renfa Li, and Keqin Li. Maximizing Reliability of Energy Constrained Parallel Applications on Heterogeneous Distributed Systems. Journal of Computational Science. 2017. (Early online) (DOI:10.1016/j.jocs.2017.05.002).(SCI源刊 IF:1.748，第一作者)

[3] Guoqi Xie, Yuekun Chen, Xiongren Xiao*, Cheng Xu, Renfa Li, Keqin Li. Energy-Efficient Fault-Tolerant Scheduling of Reliable Parallel Applications on Heterogeneous Distributed Embedded Systems. IEEE Transactions on Sustainable Computing, 2017.(Early online)(DOI: 10.1109/TSUSC.2017.2711362) (EI，通信作者)

[4] Guoqi Xie, Gang Zeng, Xiongren Xiao, Renfa Li, Keqin Li. Energy-Efficient Scheduling Algorithms for Real-Time Parallel Applications on Heterogeneous Distributed Embedded Systems. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, 2017, 28(12):3426-3442. (DOI: 10.1109/TPDS.2017.2730876)

[5] Guoqi Xie, Xiongren Xiao, Renfa Li, and Keqin Li. Schedule Length Minimization of Parallel Applications with Energy Consumption Constraints using Heuristics on Heterogeneous Distributed Systems. Concurrency and Computation: Practice and Experience,2017,29(16), e4024:1-10.(DOI: 10.1002/cpe.4024)

[6] 肖雄仁，徐成，秦云川，李瑞辉等，发明专利：智能交互式水族箱展示系统，专利号：ZL201410684453.0（已授权）

[7] 李仁发，肖雄仁，徐成，张小明，唐建秋等，发明专利：一种无人驾驶汽车的导航方法，专利号：ZL201110372447.8（已授权，第二发明人，导师为第一发明人）