تم في هذا البحث مقارنة أداء خوارزميات جدولة المهام العشوائية على منصة متعددة النوى بهدف تحديد الخوارزمية الأفضل من ناحية مجموعة من البارامترات المعتمدة من قبل الباحثين في هذا المجال و التي بدورها تعطينا تفاصيل دقيقة حول جودة مثل هذه الخوارزميات عند ت
طبيقها على مجموعة من المهام العشوائية المولدة وفق التوزع الاحتمالي اللوغاريتمي الموحد.
تمت عملية المحاكاة على البرنامج simso و الذي أثبت موثوقية أداء عالية بشهادة العديد من الباحثين في هذا المجال فضلاً عن كونه يقدم إمكانية توليد المهام وفق توزعات احتمالية معينة، و يحاكي تفاصيل دقيقة متعلقة بخصائص المهام العشوائية.
تعتبر تقنية التطوير بعيد المدى "LTE" من أحدث تقنيات الاتصالات التي تندرج ضمن تقنيات
الجيل الرابع من الاتصالات الخلوية، و التي تدعم سرعات عالية و عرض حزمة كبير، بالإضافة
لتقديمها إمكانيات للتعامل مع جودة الخدمة المرتبطة بأنواع محددة من البيانات، ن
تيجةً لذلك
فإنها تحظى باهتمام واسع و كبير من الباحثين و المستخدمين. إن التحدي الأكبر الذي يواجه
شبكات التطوير بعيد المدى "LTE" هو القدرة على ضمان جودة الخدمة لكل مستخدمي الشبكة
طالما هذه الشبكات تخدّم كل من مستخدمي الصوت و البيانات بنفس الوقت، لذلك جاءت
دراستنا لتبين أثر مجموعة من خوارزميات الجدولة على انتقال بيانات "TCP" و بيانات صوتية
و فيديوية.
يقدم البحث نمذجة و تحليل أداء عدد من خوارزميات الجدولة في أنظمة الزمن الحقيقي متعددة المعالجات. حيث تم تحليل أداء كل من الخوارزميات الثلاث: خوارزمية الجدولة بالزمن الحرج الأقصر أولاً EDF ، و خوارزمية الجدولة بالزمن الأقل خمولاً أولاً LLF ، و خوارزمية
الجدولة بالزمن الحرج أولاً عند الخمول الصفري EDZL . شملت هذه الدراسة جدولة مهام دورية ذات قيود زمنية مساوية لدورها ، و مستقلة، و قابلة للمقاطعة على عدة معالجات متطابقة . تمت مقارنة الخوارزميات الثلاث من ناحية الحمل على المعالج (مشغولية المعالجات)، و من ناحية عدد الهجرات، و عدد المقاطعات، و عدد المرات التي لم تنجح فيها هذه الخوارزميات في تحقيق الحدود الزمنية للمهام، حيث يعتبر الأخير أهم معيار من معايير عملية الجدولة في الزمن الحقيقي. كما تضمنت الدراسة جدولة مجموعات متزايدة من المهام الدورية تبدأ من 4 مهام لتصل حتى 64 مهمة ، و ذلك لدراسة تأثير ازدياد عدد المهام و المعالجات على أداء خوارزميات الجدولة، و كنتيجة يقدم البحث نقاط القوة و الضعف في أداء هذه الخوارزميات و يقترح لكل خوارزمية - حسب نقاط القوة في أدائها- نوع منظومة الزمن الحقيقي التي من الأفضل تطبيقها فيها.
في هذا البحث، تمت دراسة مسألة الجدولة الستاتيكية للمهام المستقلة على نظام
معالجات-متعدد متماثلة، و عرض خوارزمية اعتماداً على أمثلة جماعة النحل، و حل
مسألة الجدولة باستخدامها، و مقارنتها مع خوارزمية سابقة قد استوحيت من سلوك النحل
لنفس الغرض و مع الحل الأمثل لمسألة الجدولة المعروضة.
تعتبر جدولة المهام على المعالجات-المتعددة من أهم المسائل المدروسة لجعل المعالجات تعمل من دون أزمنة تأخير، و بالتالي تقليل الزمن الكمي اللازم لإتمام المهام. هذا الأمر جعل الاهتمام يتركز على مسألة الجدولة و خوارزمياتها، و خاصة في أنظمة المعالجات المتعد
دة التي تحتاج لترتيب المهام عمليا من أجل تنفيذها بشكل أمثل.
في هذا البحث، تمت دراسة مسألة الجدولة الستاتيكية لمهام المستقلة على نظام معالجات-متعدد متماثلة، و عرض خوارزمية اعتماداً على أمثة جماعة النحل، و حل مسألة الجدولة باستخدامها، و مقارنتها مع خوارزمية سابقة قد استوحيت من سلوك النحل لنفس الغرض و مع الحل الأمثل لمسألة الجدولة المعروضة.
إن الهدف من الخوارزمية هو إيجاد حل مقبول ذي زمن أصغريّ من خلال خوارزمية جماعة النحل، و دراسة تأثير زيادة عدد المهام عند ثبات عدد المعالجات، و تأثير زيادة عدد هذه المعالجات-من أجل عدد من المهام-على ثبات الخوارزمية المعروضة.
لقد أوضحت دراسة الخوارزمية المفروضة قدرتها على الحصول على قيمة مثلى لدالة الهدف في اختبارات مسائل جدولة ذات حجم صغير و متوسط.
لقد بينت النتائج أن الخوارزمية المفروضة تنتج حلاً أمثل لمسألة الجدولة في أغلب الحالات، و تحسن الخوارزمية التقليدية لأمثلة جماعة النحل.
أظهرت كثير من البحوث قدرة الحجز المسبق على تحسين تخمينات النظام، مما يمكنه من تأمين القيود الزمنية المطلوبة للتطبيقات. تتطلب التطبيقات متعددة المهمات تأمين حجوزات مسبقة متعددة على موارد مختلفة في النظام؛ التي عادة ما تجري عبر التفاوض متعدد المراحل مم
ا يضيف عبئاً زمنياً جديداً إلى زمن الاستجابة الكلي للتطبيق. يتعلق مقدار هذا الزمن الإضافي
بعدد من البارومترات؛ منها حمل النظام، و مقدار التنافسية فيه. تقدم تطبيقات تدفقات الأعمال تعقيداً إضافياً بسبب وجود الارتباطات بين مهماتها؛ فأي رفض أو تأخير لأحد حجوزات مهام الدفق غالباً ما يزيد من زمن انتهاء التطبيق.
تقترح هذه الورقة استخدام الحجوزات المسبقة المرنة المعتمدة على الفجوات الزمنية الناتجة في مجدولات تدفقات الأعمال الاستمثالية من أجل تحسين معدل قبول الحجوزات، و تقدم وكيل الحجز المتعدد المرن الذي يؤمن الحجوزات المطلوبة باستخدام إستراتيجية الموقع الملائم الأول. بينت النتائج المقدمة أن وجود الوكيل المعتمد على الحجوزات المرنة يحسن دوماً من معدل قبول
الحجوزات و بمعدل وسطي قدره ( 22.25 %). أما النتائج الأكثر أهمية هنا فهي استطاعة الوكيل المقترح على تحسين معدلات قبول الحجوزات في البيئات التنافسية؛ و أظهرت أنه بازدياد التنافسية يزداد معدل قبول الحجوزات المرنة وصولاً إلى نسبة ( 48.4 % ) عند وجود 90 مستخدماً متزامناً في النظام.
تستخدم تقنية الحجز المسبق لضمان تزويد الموارد عند الطلب للأنواع المختلفة من التطبيقات و منها دفق الأعمال. ما زالت هذه التقنية مثار جدل واسع في المجتمع البحثي و الأعمال لإمكانيتها تخفيض استغلالية الموارد. قُدمت عدة حلول لتحسين استغلالية الموارد تحت ال
حجز المسبق عن طريق توليد حجوزات مرنة و قابلة للتعديل من قبل الإدارة المحلية للموارد، مما يمكنها من تحسين استغلالية مواردها و خفض التجزئة الداخلية فيها. تعمل موّلدات مخططات الحجز المرن على تحويل المهمات ذات الحجز المسبق
القاسي، التي تعد من أصعب أنواع الحجز، إلى مهمات ذات حجز مسبق مرتخ، أو مرن؛ و لكن تعتمد معظم الأعمال المقدمة في هذا المجال على إضافة زمن محدد إلى طول المجدول الناتج، و من ثم توزيع هذا الزمن على المهمات المشكلة للدفق.
تقدم هذه الورقة خوارزمية جديدة مستقلة لتوليد مخطط حجز مسبق مرن لمهمات دفق الأعمال دون أية إضافات زمنية؛ بل تعتمد على الاستغلال الأمثلي للفجوات الزمنية الموجودة في مجدولات دفق الأعمال. تستخدم هذه الخوارزمية تقنية استطلاع الفجوات الزمنية في المجدول الناتج، و لكنها تضيف إليها و تعدلها لتستعمل مع تخطيط الحجز المرن. أظهرت نتائج اختبار هذه الخوارزمية تقدمها على الخوارزميات الأخرى الموجودة في هذا المجال بمقدار حد أدنى يقارب 25 %؛ و هي تقدم بذلك حلولاً كفوءة و عملية لجدولة تطبيقات دفق الأعمال المتطلبة لقيود جودة الخدمة.
