وبلاگ

:

رشد سریع سیستم های محاسباتی توزیع شده
باعث شده است کـه مسـائل گونـاگونی در ایـن
زمینه مطرح شود. مهم تـرین مسـاله کـه مـورد توجـه محققـان زیـادی قـرار گرفتـه اسـت، مسـاله
تخصیص کارها
در اینگونه محیط ها می باشد کـه بـه منظـور بدسـت آوردن بهـره وری مـوثر
از سیستم و همچنین درجه بالایی از موازی سازی
انجام می شود. مساله تخصیص کارهـا در سیسـتم
های محاسباتی توزیع شده عبارت است از تخصیص یک برنامـه کـامپیوتری شـامل مجموعـه ای از
کارها که با هم در ارتباط و همکاری می باشند، بـه مجموعـه ای از کامپیوترهـا یـا پردازنـده هـا در
سیستم توزیع شده، با در نظر گرفتن مجموعه ای از محدودیت ها روی منابع (پردازنـده هـا، کانـال
های ارتباطی و غیره) می باشد. هدف نهایی این تخصیص بهینه سازی هزینه هـای کلـی سیسـتم
5 شامل هزینه های اجرایی و ارتباطی می باشد. برای این منظور یک تابع هزینـه
مناسـب بـرای
مساله تخصیص کارها در محیط های محاسباتی توزیع شده تعریف می شود و هـدف بهینـه سـازی
این تابع هزینه با در نظر گرفتن محدودیت های منابع موجود در سیستم (پردازنده ها و کانال هـای
ارتباطی) می باشد. در این نوشتار الگوریتم های متفاوت ارائه شده در این زمینه را مورد بررسی قرار
می دهیم.
از مهم ترین مسائل در زمینه سیستم های محاسباتی توزیع شده ،مسـاله تخصـیص مجموعـه ای از

کارها به مجموعه ای از پردازنده ها در جهت ایجاد توازن بار و مینیمم کردن هزینه کل سیستم مـی
باشد.[25-27]،[17-18]، [1-4] مساله تخصیص کارها در محیط های محاسباتی توزیع شـده کـه
به منظور بدست آوردن بهره وری موثر از منابع سیستم و همچنین درجـه بـالایی از مـوازی سـازی
انجام می شود، عبارت است از تخصیص یک برنامه کامپیوتری شامل مجموعه ای از کارها که با هـم
در ارتباط و همکاری می باشند، به مجموعه ای از کامپیوترها یا پردازنده ها در سیستم توزیع شـده،
با در نظر گرفتن مجموعه ای از محدودیت ها روی منابع (پردازنده ها، کانال های ارتبـاطی و غیـره )
می باشد. هدف نهایی این تخصیص بهینه سازی هزینه های کلی سیستم شامل هزینه های اجرایـی
و ارتباطی می باشد. برای این منظور یک تابع هزینه مناسب برای مساله تخصیص کارهـا در محـیط
های محاسباتی توزیع شده تعریف می شود و هدف بهینه سازی این تابع هزینه بـا در نظـر گـرفتن
محدودیت های منابع موجود در سیستم (پردازنده ها و کانال های ارتباطی) می باشد. مباحث ارائـه
شده در این نوشتار به بخش های زیر تقسیم می شود.
در فصل اول مجموعه کارهای سیستم به صورت یک گراف نشان داده می شود و برای تخصیص ایـن
مجموعه کار به مجموعه پردازنده های سیستم که دارای اتصال کامل می باشـند، از الگـوریتم هـ ای
ماکزیمم جریان استفاده می شود. در فصل دوم توابع اکتشافی برای خوشه بندی و تخصیص مجـدد
کارها از پردازنده های سربار به پردازنده های زیر بار مورد بررسی قرار می گیرد. در فصل سـوم یـک
مدل ریاضی برای مساله تخصیص کار در سیستم های توزیع شده ارائه می گردد و تابع هزینه بـرای
این منظور تعریف می شود و جواب تخصیص بهینه با به کار بردن الگوریتم شـاخه و قیـد پیـدا مـی
شود. در فصل چهارم از راهکار مبتنی بر تطابق گراف برای مسـاله تخصـیص کـار در سیسـتم هـای
محاسباتی توزیع شده بهره برده می شود. مساله تخصیص کار به صورت یک نگاشت از مجموعه کـار
* به مجموعه پردازنده تعریف می شود و از الگوریتم معروف A
برای یافتن تخصیص بهینـه اسـتفاده
* می شود. فصل پنجم چندین تابع اکتشافی را برای بهبود الگوریتم A
فصل قبل، پیشنهاد می کنـد
که کارایی خیلی خوبی را نشان می دهند. در فصل ششم از الگوریتم ژنتیک مبتنی بر فضای مسـاله
برای مساله تخصیص کار استفاده می شود. این الگوریتم در هـر دو حالـت پردازنـده هـای همگـن و
پردازنده های ناهمگن مطرح می گردد. فصل هفتم دسته بندی کلی از الگوریتم های تخصـیص کـار
* را نشان می دهد. همچنین از الگوریتم A
و نسخه موازی آن برای یـافت ن جـواب تخصـیص بهینـه
بهره می برد. در فصل هشتم مساله تخصیص کار در سیستم های محاسباتی توزیـع شـده بـا فـرض
اینکه هر کار از چندین ماژول تشکیل شده است، مورد بررسی قرار می گیرد. در این فصل برای هـر
کار برای اجرا یک حافظه مصرفی در نظر گرفته می شود و محدودیت حافظه هر پردازنـده سیسـتم
نیز لحاظ می شود. همچنین یک تابع هزینه یافته در این فصل معرفی می گردد. فصـل نهـم مسـاله
فصل هشتم را با راهکار الگوریتم ژنتیک مورد بررسی قرار می دهد.
٣
در پایان در فصل دهم مدل های متفاوت مساله تخصیص کـار در سیسـتم هـای محاسـباتی توزیـع
شده مورد بررسی و تعریف قرار می گیرد.