面向多核系统的节能调度策略研究与实现开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着多核处理器技术的快速发展，多核系统已经成为计算机系统的主流架构。

然而，多核系统的功耗问题日益凸显，成为制约系统性能和可靠性的瓶颈。

因此，研究面向多核系统的节能调度策略，对于提高系统能效、延长续航时间、降低散热需求等方面具有重要的理论意义和实际应用价值。

2. 本选题国内外研究状况综述

多核系统节能调度策略是近年来国内外学术界和工业界的研究热点之一。

近年来，国内外学者在多核系统节能调度方面取得了丰富的研究成果，并提出了一系列有效的节能调度算法和技术，这些研究主要集中在以下几个方面：
1.动态电压频率调节技术(dvfs):dvfs技术是根据系统负载动态调整处理器电压和频率，以降低系统功耗。

该技术已经广泛应用于各种计算机系统中，并取得了显著的节能效果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题的主要内容包括：
1.多核系统功耗模型研究:分析多核系统的功耗特征，建立准确的功耗模型，为节能调度策略的设计提供理论基础。

2.任务调度算法设计:研究和设计面向多核系统的低功耗任务调度算法，重点关注算法的低功耗特性、任务调度效率和系统资源利用率等方面。

3.动态电压频率调节技术(dvfs)研究:研究dvfs技术在多核系统中的应用，设计基于dvfs的节能调度策略，以进一步降低系统功耗。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、算法设计、实验验证相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.理论分析阶段:深入研究多核系统的功耗特征、任务调度机制以及现有的节能调度策略，分析其优缺点，为新算法的设计提供理论基础。

2.算法设计阶段:基于对多核系统功耗模型和任务调度机制的分析，设计面向多核系统的低功耗任务调度算法，重点关注算法的低功耗特性、任务调度效率和系统资源利用率等方面。

3.仿真实验阶段:搭建多核系统仿真平台，对所设计的节能调度算法进行仿真实验，通过模拟不同的任务负载和系统环境，测试算法的性能，并与现有算法进行比较，分析算法的优缺点。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.提出一种基于任务负载预测的低功耗任务调度算法:该算法通过预测未来一段时间内的任务负载，提前调整处理器频率和电压，以及合理分配任务负载，以降低系统功耗，提高系统运行效率。

2.设计一种基于多目标优化的节能调度策略:该策略综合考虑系统功耗、任务完成时间、系统资源利用率等多个目标，采用多目标优化算法寻找最优的调度策略，以实现系统性能和功耗的平衡。

3.探索基于机器学习的节能调度方法:利用机器学习算法学习系统的功耗模型和任务特征，根据学习到的模型和特征进行智能化的任务调度，以实现更加精准和高效的节能调度。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 李伟,沈海华,郭涛,等.云计算平台任务调度算法综述[j].软件学报,2015,26(06):1387-1407.

2. 周扬,徐光辉,李立华,等.面向异构多核处理器的低功耗实时任务调度算法[j].计算机学报,2018,41(04):891-906.

3. 陈海燕,李智,张民.基于改进遗传算法的多核系统实时任务调度[j].计算机工程,2022,48(04):74-81.