用于优化处理的方法与流程

本发明涉及一种用于优化由多个处理器单元进行的对包括多个应用(anwendungen)的处理(prozesses)的实施的方法。

背景技术：

1、在实施基于计算机的处理时，通常会努力于尽可能快地和节省资源地实施所述处理。在使用多个处理器单元时，如果处理的结构允许并行的实施，则存在着对所述处理的应用并行地实施的可能性。在具有多个应用和用于实施所述应用的多个处理器单元的复杂的处理中，将所述处理划分到不同的处理器单元上以便由处理器单元实施所述处理的应用可能是一项复杂的任务设置。

技术实现思路

1、因此，本发明的任务是，提供一种改进的方法，其用于优化由多个处理器单元进行的对包括多个应用的处理的实施。

2、该任务通过独立权利要求1的、用于优化由多个处理器单元进行的对包括多个应用的处理的实施的方法来解决。有利的构型是从属权利要求的主题。

3、根据本发明的一方面，提供一种用于优化由多个处理器单元进行的对包括多个应用的处理的实施的方法，其包括：

4、接收待实施的处理的在多个处理器单元上待实施的多个应用，其中，由所述处理定义这些应用的实施的顺序；

5、通过确定所述多个处理器单元的优化的实施时间表来优化对所述处理的实施，其中，在用于处理器单元的优化的实施时间表中，从处理的实施的开始时间点开始，定义待由处理器单元根据处理的实施顺序实施的应用的实施的时间顺序，并且，其中，所述优化的实施时间表的特征在于，在由所述处理单元根据所述优化的实施时间表对处理的应用的并行地实施中，处理的实施持续时间是最小的。

6、由此可以实现这样的技术优点：可以提供一种性能强大的方法来优化对处理的实施。通过为每个可供用于实施应用的处理器单元确定优化的实施时间表(所述实施时间表定义了由相应的处理器单元对所述处理的应用的实施的时间顺序，其中，使由处理器单元对实施时间表的所有的应用的实施的总持续时间分别最小化)的方式，可以实现对处理器资源的优化地充分利用和由可供使用的处理器单元对完整的处理的与之相关联地优化地并且在时间上最短地实施。通过根据针对处理器单元所求取的实施时间表对处理的实施可以实现对处理的优化地实施，在所述优化地实施中，实现对处理器资源的最优的充分利用。由此，又可以实现对处理的尽可能节省资源的实施方式。

7、在本技术的意义下，一个处理是一个计算机控制的处理，所述计算机控制的处理可以由多个处理器单元实施。一个处理可以包括多个下属的子处理。所述处理或者所述子处理包括至少两个待串行地实施的应用、第一应用(处理以该第一应用开始)和最后的应用(处理以该最后的应用的实施终止)。各个应用涉及不同的计算，所述不同的计算要由相应的处理器单元实施并且所述不同的计算共同地构成处理的整体。单个的应用的计算结果可以在对处理的另外的应用(所述另外的应用在时间上先后相继地实施)的实施中被进一步地使用。使用另外的应用的计算结果的应用串行地实施。可在没有另外的应用的计算结果的情况下实施的应用可以与另外的应用并行地实施。

8、根据一种实施方式，多个应用布置在有向的非循环的图形中，其中，在有向的图形中，应用构造为节点，对应用的实施的顺序通过使节点连接起来的边定义。

9、由此可以实现这样的技术优点：实现对处理的紧凑的表示。

10、根据一种实施方式，所述优化包括：

11、将有向的非循环的图形的第一应用分配给第一处理器单元，以便由第一处理器单元从对处理的实施的开始时间点开始实施第一应用，并且将应用的实施的结束点定义为第一决策时间点；

12、分别将空闲应用分配给另外的处理器单元，以便由处理器单元从处理的实施的开始时间点实施，直至第一决策时间点为止，其中，在实施空闲应用期间，使相应的处理器单元处于休眠状态；

13、从有向的非循环的图形的第一应用开始计算经由有向的非循环的图形具有最短的实施持续时间的实施路径，其中，实施路径包括在有向的非循环的图形中与第一应用连接并且相互间分别通过相应的边连接的应用，并且，其中，对实施路径的实施持续时间形成为实施路径的应用的实施持续时间的总和；

14、将在具有最短的实施持续时间的实施路径中与第一应用直接地连接的第二应用分配给第一处理器单元，以便由第一处理器单元从第一决策时间点开始实施，并且将第二应用的实施的结束点定义为第二决策时间点；

15、在有向的非循环的图形除了具有最短的实施持续时间的实施路径之外包括另外的、从第一应用开始并且与具有最短的实施持续时间的实施路径并行地布置的实施路径的情况下，将另外的、在有向的非循环的图形中与第一应用直接地连接并且不属于具有最短的实施持续时间的实施路径的应用分配给另外的处理器单元，以便由另外的处理器单元从第一决策时间点开始实施，并且将另外的应用的实施的结束点定义为另外的决策时间点；

16、在有向的非循环的图形除了具有最短的实施持续时间的实施路径之外不包括任何另外的、从第一应用开始并且与具有最短的实施持续时间的实施路径并行地布置的另外的实施路径的情况下，或者，在另外的处理器单元的数量大于另外的实施路径的数量的情况下，将空闲应用分配给另外的处理器单元，以便由另外的处理器单元从第一决策时间点开始实施空闲应用直至第二决策时间点为止或者直至第二决策时间点与另外的决策时间点的组中的在时间上最早的决策时间点为止；

17、对于待由第一处理器单元实施的第二应用和待由另外的处理器单元与第二应用并行地实施的另外的应用，分别从有向的非循环的图形的第二应用或者另外的应用开始计算经由有向的非循环的图形分别具有最短的实施持续时间的实施路径，并且，将在具有最短的实施持续时间的实施路径中与第二应用或者另外的应用直接地连接的另外的应用分配给第一处理器单元或者另外的处理器单元，以便由第一处理器单元或者另外的处理器单元从第二决策时间点或者另外的决策时间点开始实施，并且将另外的应用的实施的结束点定义为另外的决策时间点；

18、将空闲应用分配给所有这样的处理器单元以便实施所述空闲应用直至从相应的决策时间点开始在时间上紧接着的决策时间点为止：对于所述处理器单元，针对相应的决策时间点没有分配任何应用；

19、继续：计算用于另外的应用的实施路径，并且将所计算的实施路径的另外的应用分配给相应的处理器单元以便实施应用，并且将空闲应用分配给处理器单元直至到达有向的非循环的图形的最后的应用为止，并且针对每个处理器单元，将待由相应的处理器单元实施的应用和空闲应用的这类针对处理器单元所求取的顺序定义为相应的处理器单元的实施时间表。

20、由此可以实现这样的技术优点：实现对优化的实施时间表的结构化的计算。通过将应用分配给各个处理器单元以便由相应的处理器单元实施(其中，考虑，在应用的并行地实施通过处理能够实现的情况下，进行这样的并行地实施)，可以实现多个处理器单元的最优的负荷程度并且可以实现处理的与之相关联的优化的实施。通过计算具有相应的实施路径的应用的在时间上最短的实施持续时间的实施路径可以实现对用于分别所选择的和被分配给相应的处理器单元的应用的实施持续时间的精确的估计。由此实现对分配给相应的处理器单元的多个应用的最短的总实施时间的精确地确定。通过分配空闲应用可以实现，如果对于相应的处理器单元对于任意的可确定的时段没有发现任何待实施的应用，则对于该时段，暂时使处理器单元处于休眠状态。通过休眠状态可以使由一个处理器单元对应用的实施在时间上与由其他的处理器单元对其他的应用的实施相协调。通过这种协调，一方面，可以遵循在处理中所定义的、应用的实施的顺序，并且另一方面可能可以实现比当应用的直接地实施发生时更短的总实施持续时间。由此可以在总体上实现对处理的实施的改进的优化。

21、在本技术的意义下，实施路径是在处理的图形表示以内的处理的待串行地先后相继地实施的应用。实施路径可以是例如处理的子处理。

22、根据一种实施方式，在将待实施的应用分配给处理器单元时，考虑，实施有向的非循环的图形的所有的应用。

23、由此可以实现这样的技术优点：实施完整的处理，并且将该处理的所有的应用分配给相应的处理器单元以便实施。

24、根据一种实施方式，在将待实施的应用分配给处理器单元时以及在计算最短的实施路径时，考虑，应用是可由任意的处理器单元实施还是要由特定的处理器单元实施，尤其是当多个处理器单元包括不同的处理器类型的处理器单元时。

25、由此可以实现这样的技术优点：必要时，不同的应用可能只由特定的处理器单元实施或者应该根据处理实施。例如，可以设置，单个的应用应由图形处理器gpu而不是中央处理单元cpu实施。通过在计算实施路径时考虑这一点的方式，可以将这些应用分配给相应的cpu或者gpu。某些应用只能在特定的处理器上实施的限制是对可能的实施时间表的限制和总体上是对处理的实施的优化的限制。因此，通过考虑单个的应用的实施的限制，可以实现对处理的实施的改进的优化。

26、根据一种实施方式，优化通过优化算法在有向的非循环的图形上的应用来实现。

27、由此可以实现这样的技术优点：可以实现精确的和快速的优化。

28、根据一种实施方式，优化通过搜索算法、尤其是a*算法在有向的非循环的图形上的应用来实现。

29、由此可以实现这样的技术优点：可以实现精确和快速的优化。在这里，a*算法设置用于，为处理器单元中的每个处理器单元找到一个优化的实施时间表，该优化的实施时间表具有待实施的应用的最小的实施持续时间。为此，a*算法为每个处理器单元找到经由有向的非循环的图形具有最短的实施持续时间的实施路径。

30、根据一种实施方式，多个处理器包括中央处理单元cpu和/或图形处理器gpu。

31、由此可以实现这样的技术优点：可以优化处理，在所述处理中，要在cpu和/或gpu上实施应用。

32、根据一种实施方式，该处理是车辆的控制处理。

33、由此可以实现这样的技术优点：可以提供精确的车辆控制，所述车辆控制由于优化的控制处理而需要降低的计算能力。

34、根据本发明的一个另外的方面，提供一种计算单元，该计算单元设置用于，实施根据以上实施方式中任一项所述的、用于优化由多个处理器单元进行的对包括多个应用的处理的实施的方法。

35、根据本发明的一个另外的方面，提供一种包括指令的计算机程序产品，在由数据处理单元实施程序时，所述指令促使所述数据处理单元，实施根据以上实施方式中任一项所述的、用于优化由多个处理器单元进行的对包括多个应用的处理的实施的方法。