本申请提出的面向旋转摆扫超宽幅卫星的异构任务调度方法、装置及存储介质中，获取任务的有向无环图DAG，并根据DAG生成候选解编码，并计算利用候选解编码调度任务所需的初始时间和初始能耗，然后生成随机数r，若r小于概率阈值p，则对候选解编码进行分解，再根据最优候选解判断规则对分解后的候选解编码进行重构，得到最优候选解编码，若利用最优候选解编码调度任务所需的时间和能耗均达到阈值，则输出最优候选解编码。其中，候选解编码表示任务的调度与资源分配方案。本申请中，以离散多目标进行任务调度的优化，避免了连续算法中的编码转化开销，降低了算法的复杂度，提高了对于多目标问题求解的收敛性。多目标问题求解的收敛性。多目标问题求解的收敛性。
【技术实现步骤摘要】
面向旋转摆扫超宽幅卫星的异构任务调度方法及装置
[0001]本申请涉及星载高性能计算
，尤其涉及一种面向旋转摆扫超宽幅卫星的异构任务调度方法、装置及存储介质。
技术介绍
[0002]随着对地观测技术的快速发展，高中低轨不同幅宽和分辨率的在轨卫星共同构成了对地观测网络。其中，超宽幅遥感卫星，采用垂轨扫描、沿轨拼接的超宽覆盖成像新体制，卫星轨道高度500km，星下点空间分辨率1米，成像幅宽达3000km，可以实现单日对地球表面全域覆盖。但是，超宽幅卫星获取的遥感影像单位时间数据量高达420Gbps，远超数传带宽和超宽幅卫星的存储空间。因此，超宽幅卫星需要集成异构资源对复杂计算任务进行异构多核/多任务调度处理。
[0003]但是，在处理异构多核任务调度问题时，相关方法中仅将处理任务所需的时间作为单一优化目标，未考虑任务处理所需的能耗。并且异构多核/多任务调度是离散问题，相关技术中将连续优化算法做离散编码转换以求解离散问题，破坏了算法原有的求解性能，增加了算法的复杂度。
技术实现思路
[0004]本申请提供一种面向旋转摆扫超宽幅卫星的异构任务调度方法、装置及存储介质，以至少解决相关技术中未考虑任务处理所需的能耗、算法复杂度高的技术问题。
[0005]本申请第一方面实施例提出一种面向旋转摆扫超宽幅卫星的异构任务调度方法，所述方法包括：
[0006]S1、获取任务的有向无环图DAG，所述DAG包括任务的执行关系；
[0007]S2、根据所述DAG生成候选解编码，并计算利用所述候选解编码调度所述任务所需的初始时间和初始能耗，其中，所述候选解编码表示任务的调度与资源分配方案；
[0008]S3、生成随机数r，若r小于概率阈值p，则继续执行步骤S4，其中，0＜r＜1，0＜p＜1；
[0009]S4、对所述候选解编码进行分解；
[0010]S5、根据最优候选解判断规则对分解后的候选解编码进行重构，得到最优候选解编码；
[0011]S6、若利用所述最优候选解编码调度所述任务所需的时间和能耗均达到阈值，则输出所述最优候选解编码。
[0012]本申请第二方面实施例提出一种面向旋转摆扫超宽幅卫星的异构任务调度装置，包括：
[0013]获取模块，用于获取任务的有向无环图DAG，所述DAG包括任务的执行关系；
[0014]生成模块，根据所述DAG生成候选解编码，并计算利用所述候选解编码调度所述任务所需的初始时间和初始能耗，其中，所述候选解编码表示任务的调度与资源分配方案；
[0015]判断模块，用于生成随机数r，若r小于概率阈值p，则继续执行步骤S4，其中，0＜r＜1，0＜p＜1；
[0016]分解模块，用于对所述候选解编码进行分解；
[0017]处理模块，用于根据最优候选解判断规则对分解后的候选解编码进行重构，得到最优候选解编码；
[0018]输出模块，用于若利用所述最优候选解编码调度所述任务所需的时间和能耗均达到阈值，则输出所述最优候选解编码。
[0019]本申请第三方面实施例提出的计算机存储介质，其中，所述计算机存储介质存储有计算机可调度指令；所述计算机可调度指令被处理器调度后，能够实现如上第一方面所述的方法。
[0020]本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
[0021]本申请提出的面向旋转摆扫超宽幅卫星的异构任务调度方法、装置及存储介质中，获取任务的有向无环图DAG，并根据DAG生成候选解编码，并计算利用候选解编码调度任务所需的初始时间和初始能耗，然后生成随机数r，若r小于概率阈值p，则对候选解编码进行分解，再根据最优候选解判断规则对分解后的候选解编码进行重构，得到最优候选解编码，若利用最优候选解编码调度任务所需的时间和能耗均达到阈值，则输出最优候选解编码。其中，候选解编码表示任务的调度与资源分配方案。由此，本申请提供的方法中，在选择最优的任务调度方法时，不仅考虑了调度任务所需的时间，还考虑了调度任务所需要的能耗，以离散多目标进行任务调度的优化，从而使得卫星可以在消耗较低的能耗的同时实现任务的高效处理。同时本申请通过采用多层次编码作为离散化操作算子，避免了连续算法中的编码转化开销，降低了算法的复杂度。
[0022]此外，本申请提出的方法，是基于Pareto进行最优候选解编码的判断，提高了对于多目标问题求解的收敛性。
[0023]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0024]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0025]图1为根据本申请一个实施例提供的面向旋转摆扫超宽幅卫星的异构任务调度方法的流程示意图；
[0026]图2为根据本申请一个实施例提供的任务的DAG的结构示意图；
[0027]图3为根据本申请一个实施例提供的层次编码的结构示意图；
[0028]图4为根据本申请一个实施例提出的根据DAG生成候选解编码的方法的流程示意图；
[0029]图5为根据本申请一个实施例提出的对候选解编码进行突变的流程示意图；
[0030]图6为根据本申请一个实施例提出的对候选解编码进行分解的流程示意图；
[0031]图7为根据本申请一个实施例提出的根据最优候选解判断规则对分解后的候选解编码进行重构的方法的流程示意图；
[0032]图8为根据本申请一个实施例提出的面向旋转摆扫超宽幅卫星的异构任务调度装置的流程示意图。
具体实施方式
[0033]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0034]下面参考附图描述本申请实施例的面向旋转摆扫超宽幅卫星的异构任务调度方法及装置。
[0035]实施例一
[0036]图1为根据本申请一个实施例提供的面向旋转摆扫超宽幅卫星的异构任务调度方法的流程示意图，如图1所示，可以包括：
[0037]步骤S1、获取任务的DAG(Directed Acyclic Graph，有向无环图)。
[0038]其中，本申请中，DAG包括任务的执行关系。
[0039]以及，本申请中，可以根据DAG中的任务的前后执行关系，划分任务对应的等级。
[0040]示例的，本申请中，图2为本申请提供的任务的DAG的结构示意图。参考图2所示，假设需要完成的任务为在轨高精度定位中的几何校正任务，并将该任务分为任务0、任务1、任务2、任务3、以及任务4。具体的，任务0是获取未几何校正影像数据，任务1是建立同一局部平面坐标系，任务2为针对每一扫描帧进行正算，任务3是将每一帧投影至平面坐标系并拼接整景，任务4是利用RPC(RPC，Rat本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种面向旋转摆扫超宽幅卫星的异构任务调度方法，其特征在于，所述方法包括：S1、获取任务的有向无环图DAG，所述DAG包括任务的执行关系；S2、根据所述DAG生成候选解编码，并计算利用所述候选解编码调度所述任务所需的初始时间和初始能耗，其中，所述候选解编码表示任务的调度与资源分配方案；S3、生成随机数r，若r小于概率阈值p，则继续执行步骤S4，其中，0＜r＜1，0＜p＜1；S4、对所述候选解编码进行分解；S5、根据最优候选解判断规则对分解后的候选解编码进行重构，得到最优候选解编码；S6、若利用所述最优候选解编码调度所述任务所需的时间和能耗均达到阈值，则输出所述最优候选解编码。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述DAG生成候选解编码包括以下步骤：根据所述DAG的前序和后序约束划分出所述任务中执行时的等级；将每个等级内的任务随机排序，得到每个等级内的任务序列；依次将所述每个等级内的任务序列进行组合得到候选解编码中的第一层编码，然后随机生成候选解编码中的第二层编码和第三层编码。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述候选解编码是层次编码，其中，所述层次编码的第一层编码是任务的执行序列，所述层次编码的第二层码是处理器编号组成的处理器序列，所述处理器序列与所述任务的执行序列一一对应，所述层次编码的第三层是处理器的动态电压频率调整技术DVFS值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若r大于或等于概率阈值，则对所述候选解编码进行突变，并利用突变后得到的候选解编码继续执行步骤S4。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述候选解编码进行突变包括随机选择所述候选解编码的第一层编码中的一个位置，将所述位置上的任务随机插入到所述位置的前序任务和后序任务之间的其余位置上。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述候选解编码进行分解包括以下步骤：获取任务参数d，其中，所述d表示候选解编码的保留...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈波，姜强强，杨建朋，张福刚，魏小峰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：
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