基于网络的计算是当前国内外研究的热点，特别是随着网格计算的提出， 许多学者对此进行了大量的研究工作，使得网格计算由最初的以协议为中心的 体系架构转变为基于服务的体系架构。尤其是目前提出的服务和资源分离的面 向服务的体系架构，认为服务是无状态的，而资源是有状态的。这样，执行一 个服务的资源可以分布在不同的地域，亦即它们可以动态地加入和撤离网格计 算环境，而呈现出分布、异构、动态的特征。因此，在网格计算环境下，保证 QoS的任务调度就变得十分复杂。 在网格环境中，有效的任务调度是取得高性能的关键。由于网格用户是独 立地向网格计算环境提交任务，因此，网格计算环境下任务的执行呈现分布、 并发的特点。如何有效安排完成任务的资源，以及如何在资源上安排任务的执 行顺序是保证QoS所必需解决的问题。由于Petri网具有描述事件的并发、异 步、动态等特性的能力，因此，在任务调度问题上得到越来越多的应用。本文 利用Petri网(特别是高级Petri网)这一形式化工具模拟与分析网格计算环境 下任务的调度问题，建立了适合于网格任务调度的描述与分析模型。这对于进 一步丰富Petri网的概念与模拟能力，推进网格计算，尤其是任务调度的研究 具有重要的理论价值与实际意义。 本文综述了网格计算的发展与研究现状，特别是详细论述了现有任务调度 的各种模型和算法。在此基础上，给出了适合于网格计算，特别是以服务为中 心的任务调度算法。从理论上对Petri网本身进行了研究，结合T-时间Petri网 建立了适合描述网格计算环境下任务调度的一些模型和算法。同时，提出并研 究了用于网格计算的服务管理模型和算法，以及网格计算环境下独立任务调度 的算法，并将本文得到的结果应用于实际项目中，取得了较好的应用。 本文工作的主要贡献表现在如下几个方面： (1)针对网格环境下实际资源是有限的特点，提出了有界Petri网同步距 离的计算方法，为模拟任务调度的Petri网建模和分析提供了评价手段。 (2)Petri网是一个并发模型，但是，现有的可达图隐含了这种并发关系， 而且它的状态空间是爆炸性增长，这样不利于分析模型的性能。为此提出了Petri 网并发可达图及其构造算法，使得Petri网的分析能力进一步增强。 (3)基于Petri网虹吸的网格任务(资源)调度模型与算法是实现有效调 度的一种重要手段，然而，对于极小虹吸的计算还没有一个有效的算法。本文 通过研究Petri网的结构特征，提出了计算Petri网所有极小虹吸的有效计算方 法。 (4)针对大规模任务的稳态调度问题，本文通过研究T-时间Petri网，提 出了主从任务调度的T-时间Petri网模型与算法。从我们提出的并发可达图中得 到了稳态调度的一个优化策略。 (5)结合DS证据理论，提出了网格计算环境下服务管理的模型。该模型 的最大特点在于，通过全局服务管理器实现任务在服务上的有效分配。用户需 要的服务不是在全局服务目录中查找，而是在自己的服务目录中查找，从而提 高了服务的发现效率，有效地解决了服务发现问题。全局服务管理器管理一个 虚拟的全局服务目录，动态更新用户服务目录而不是针对用户的每一次服务请 求，因而有效地解决服务中心的瓶颈问题。同时，全局服务管理器监视服务的 执行情况以及资源的QoS保证情况，为保证任务的完成选择有QoS保障的资 源提供了充分的证据。 (6)针对网格结点的特点(它可以是一个处理机、一个机群或一个局域网)， 研究了独立任务在同构和异构环境下的调度问题。首先，给出了同构环境下独 立任务的调度算法。对于异构环境下任务的调度问题，众所周知，Min-min (Max-min)启发式算法被认为是独立任务调度性能评价的标准。然而，由于 Min-min算法首先映射短任务而会出现负载不平衡，这主要是因为它没有全面 地考虑处理机的性能和全局动态负载均衡。本文首先给出了评价处理机性能的 一种简易实用的评价方法，并以此给出了考虑全局负载均衡的任务调度顺序， 然后给出了调度在相应处理机上的两个算法。举例与模拟试验表明，所给的调 度算法在调度时间与调度性能方面均优于Min-min(Max-min)算法。 关键词：网格计算，任务调度，调度模型与算法，全局服务管理器，Petri网，并发可达图，极小虹吸子网，T-时间Petri网