题目：一种机群功耗管理技术的研究与实现

机群是一种并行处理系统，它由很多通过网络连接起来的工作站组成，并像一台独立的计算机一样工作。随着机群中工作站数量的大幅增长，不可避免的带来电力消耗的快速增长，不仅提高了机群的运行成本，转化而来的热量也降低了系统的可靠性。机群功耗管理技术分布于硬件、操作系统、编译器等各个层次。本文基于数理统计方法及单一计算机功耗管理技术，提出并实现了一种在机群系统层面上进行功耗管理的方法，能够优化机群系统的电力消耗。论文的研究工作如下：1. 分析了机群负载的统计规律，包括作业的提交时间、运行时间及负载量与功耗关系等属性，指导功耗管理软件的设计与实现；2. 设计了一种动态的处理器调频算法及一种空闲计算节点休眠算法，能够有效地优化机群系统的功耗；3. 实现了一个功耗管理模块，对ACPI、WOL等现有功耗管理技术进行封装及提升，使其能够应用于机群系统级别；4. 实现了功耗管理原型系统，包括真实的机群管理系统及一个机群模型。其中机群管理系统基于已有系统做扩展，使其支持功耗管理；机群模型使用模拟软件建立，可用于分析功耗管理在大规模机群系统下的应用效果。经过比较验证，上述的功耗管理方法能够有效降低机群在重负载下的功耗，在机群处于轻负载时能够取得明显的功耗节省效果，且对作业的响应时间影响较小，较好地找到了功耗和性能的平衡点。