通信竞争异构系统中基于逆向分层的能耗与可靠性联合优化策略及方法

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61702178
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0202.系统软件、数据库与工业软件
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

High performance and high throughput have been the two main goals pursued by heterogeneous computing systems, and the reliability of the system is the key to the running success of the parallel application. Due to the objective reality of communication link contention in heterogeneous computing systems, this study introduces shared recovery and DVFS technologies to explore the low energy consumption and high reliability theory of parallel tasks in heterogeneous computing systems on the basis of the idea of upward rank. As low energy consumption and high reliability for computing systems are conflicting, an energy-efficient optimization scheduling algorithm for communication awareness of parallel task under deadline constraints will be devised in this study. Considering the reliability of the communication link and the instantaneous fault of the processor brought by the DVFS technology in the energy saving process, a novel reliability enhancement algorithm of parallel tasks under the energy budget constraint is to be explored. Based on the heterogeneous computing system with communication contention, a dual-objective optimization algorithm with a lower failure rate and a smaller energy consumption is to be designed in the process of executing the task set with precedence constraints. Finally, some real parallel applications are used to verify and improve the developed parallel algorithms on JMetal, CloudSim, GridSim and other platforms. New ideas for the parallel task scheduling with low energy consumption and high reliability in heterogeneous computing system will be provided. In addition, this results can also be used for reference to other parallel applications.
高性能和高吞吐量是异构计算系统追求的两个主要目标,而系统的可靠性更是关乎并行应用能否运行成功的关键。鉴于异构计算系统中通信链路竞争的客观现实,本项目基于逆向分层的思想,引入共享恢复和DVFS技术,探索并行任务集在异构计算系统中的低能耗和高可靠性理论。由于低能耗与高可靠性相冲突,将开展截止时间约束下的并行任务集通信感知的低能耗优化算法研究。考虑通信链路的可靠性和DVFS技术在节能过程中产生的处理器瞬时故障,探索能量预算约束下并行任务集可靠性加强算法。基于存在通信竞争的异构计算系统,进一步设计有优先约束关系的任务集在执行的过程中产生较低的故障率和消耗较小的能量的双目标优化算法。最后,针对真实的并行应用,基于JMetal、CloudSim、GridSim等平台,验证和完善所设计的并行算法。研究成果将为并行任务在通信感知的异构系统中的低能耗和高可靠性优化供新思路,还可资其他并行应用问题借鉴。

结项摘要

项目资助期间,立足于异构分布式计算,结合共享恢复和DVFS技术,基于逆向分层细想,侧重于新理论和新方法的研究,采用理论与实践相结合,围绕并行任务集的低功耗和高可靠性两个主要目标,完成了截止时间约束下并行任务集通信感知的低能耗优化算法设计;基于通信竞争下的异构系统,设计了能耗约束下并行任务集可靠性加强策略,提出了并行任务集低能耗和高可靠性的双目标优化方法;发表学术论文13篇,其中IEEE Transactions论文1篇,SCI论文3篇,EI期刊论文3篇,CSCD论文7篇,申请国家发明专利1项。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Contention-Aware Reliability Efficient Scheduling on Heterogeneous Computing Systems
异构计算系统上的竞争感知可靠性高效调度
  • DOI:
    10.1109/tsusc.2017.2743499
  • 发表时间:
    2018-07
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Sustainable Computing.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Longxin Zhang;Kenli Li;Weihua Zheng;Keqin Li
  • 通讯作者:
    Keqin Li
Minimizing Energy Consumption Scheduling Algorithm of Workflows With Cost Budget Constraint on Heterogeneous Cloud Computing Systems
异构云计算系统成本预算约束的最小化工作流能耗调度算法
  • DOI:
    10.1109/access.2020.3037205
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    张龙信;王兰;文志诚;肖满生;满君丰
  • 通讯作者:
    满君丰
异构云系统中预算成本约束下高效的工作流调度算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    小型微型计算机系统
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张龙信;王兰;肖满生;文志华;李肯立
  • 通讯作者:
    李肯立
基于异构云计算的成本约束下的工作流能量高效调度算法
  • DOI:
    10.11896/jsjkx.200300038
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    计算机科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张龙信;周立前;文鸿;肖满生;邓晓军
  • 通讯作者:
    邓晓军
多约束条件下生产排程智能优化技术
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周秋艳;肖满生;张龙信;张晓丽;杨文理
  • 通讯作者:
    杨文理

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其他文献

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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