ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

مقارنة أداء خوارزميات جدولة المهام العشوائية في نظم الزمن الحقيقي

Comparison of the performance of sporadic tasks scheduling algorithms in real time systems

2113   2   39   0.0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2018
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

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 تطبيقها 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.


ملخص البحث
تعتبر نظم الزمن الحقيقي اليوم النواة الأساسية لمعظم التطبيقات المستخدمة في مجالات تقنية المعلومات والاتصالات. يهدف هذا البحث إلى مقارنة أداء خوارزميات جدولة المهام العشوائية على منصة متعددة النوى لتحديد الخوارزمية الأفضل من ناحية مجموعة من البارامترات المعتمدة من قبل الباحثين. تم استخدام المحاكي SIMSO لإجراء المحاكاة، حيث أثبت موثوقية عالية في الأداء. تم اختبار ثلاثة خوارزميات: PD2، EDF، وLLREF، على ثلاث سيناريوهات مختلفة تتضمن العمل على نواتين، أربع نوى، وثمان نوى. أظهرت النتائج أن خوارزمية LLREF تعطي أداءً أفضل من باقي الخوارزميات من ناحية حمل المعالج وأعباء تبديل السياق وأعباء الجدولة. توصي الدراسة بزيادة عدد النوى المدروسة وزيادة أزمنة المحاكاة لمزيد من التحسينات.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: يعتبر هذا البحث خطوة مهمة في مجال تحسين أداء نظم الزمن الحقيقي، إلا أن هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، كان من الممكن توسيع نطاق الدراسة لتشمل خوارزميات أخرى لم يتم التطرق إليها في البحث، مما يمكن أن يعطي صورة أكثر شمولية عن أداء الخوارزميات المختلفة. ثانياً، لم يتم التطرق إلى تأثير العوامل الخارجية مثل استهلاك الطاقة أو تأثير الذاكرة على أداء الخوارزميات، وهو ما يمكن أن يكون له تأثير كبير في التطبيقات العملية. أخيراً، كان من المفيد تقديم تحليل أعمق للنتائج وربطها بالتطبيقات العملية المحتملة، مما يمكن أن يساعد في فهم أفضل لكيفية استخدام هذه الخوارزميات في بيئات حقيقية.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي الخوارزميات الثلاث التي تم اختبارها في البحث؟

    الخوارزميات الثلاث التي تم اختبارها هي PD2، EDF، وLLREF.

  2. ما هو الهدف الرئيسي من هذا البحث؟

    الهدف الرئيسي هو اختبار مدى قابلية جدولة المهام العشوائية عند تطبيق مجموعة من الخوارزميات على نظام تشغيل يعمل بالزمن الحقيقي.

  3. ما هو المحاكي المستخدم في هذا البحث؟

    تم استخدام المحاكي SIMSO لإجراء المحاكاة في هذا البحث.

  4. ما هي التوصيات التي قدمها الباحثون بناءً على نتائج البحث؟

    أوصى الباحثون بزيادة عدد النوى المدروسة وزيادة أزمنة المحاكاة، وكذلك مقارنة الخوارزمية الأفضل مع خوارزميات أخرى لم يتم التطرق إليها في البحث.


المراجع المستخدمة
RADHAKRISHNA NAIK at el, "Periodic and Aperiodic Real -Time Task Scheduling AlgorithmsSimulator", International Journal of Pure and Applied Mathematics, Volume 118 No. 20 , 2018, 2681-2687
HYEONGBOO BAEK, "Real-Time Scheduling for PreventingInformation Leakage with PreemptionOverheads ", Advances in Electrical and Computer Engineering, Volume 17, Number 2, 2017
ANKUR JAIN , “ Multishare Task Scheduling Algorithm For Real Time Microcontroller Based Application “ , Mechatronics and Applications: An International Journal (MECHATROJ), Vol. 1, No.1, 2015
قيم البحث

اقرأ أيضاً

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.
يقدم البحث دراسة لتأثير التوزيع الاحتمالي لزمن الخدمة الذي تقدمه المخدمات للمهام المنتظرة في الرتل و ذلك في أنظمة الزمن الحقيقي التي تعتمد خوارزمية الواصل أولاً يخدم أولاً حيث تعاني المهام الواصلة في آخر الرتل من مشكلة الانتظار الطويل نسبياً.
يهدف البحث إلى دراسة و تحليل الزمن الحقيقي في نظام الطاقة الكهربائية المؤلف من تجهيزات التوليد و النقل و التوزيع عن طريق إعادة توزيع الاستطاعة الفعلية للمولدات الكهربائية, بغية تقييد عمليات الإفراط في تحميل خطوط نقل الطاقة الكهربائية في الحالة التي ي كون فيها حمولات المحطة الكهربائية الاحتياطية لا تغطي الأحمال الضرورية و الهامة عند العطل. تشير أغلب القوانين المتعلقة بتصميم نظم الطاقة الكهربائية إلى تناسب طردي للزمن الحقيقي لعمل تجهيزات نظام الطاقة الكهربائي مع الميزات التي تعطيها العلاقات الرياضية الناظمة لتوابع التوزيع الاحتمالية بالإضافة للطرق الإحصائية, و التي تعطي إمكانية كبيرة لدراسة و تحليل زمن التحليل الرياضي الحقيقي عند حساب الحمولات المعتبرة, و هذا ما يستتبع الوصول إلى الحلول المنشودة في الحد من الأضرار الناجمة عن الأعطال التي يمكن أن تحدث في أي وقت من الأوقات.
تُصنف الخدمات التي يطلبها المستخدمون عبر شبكة الانترنت إلى نوعين أساسيين، خدمات تعمل بالزمن الحقيقي مثل تطبيقات الفيديو و الصوت بالزمن الحقيقي و هي تستخدم بروتوكول (UDP (Unit Datagram Protocol، و خدمات أخرى تعمل بالزمن غير الحقيقي مثل تطبيقات تصفح ال ويب (HTTP (Hiyber Text Transfer Protocol و نقل الملفات FTP) File Transfer Protocol) و تستخدم بروتوكول TCP( Transmission Control Protocol). يتم في هذا البحث دراسة و تحليل الخوارزميات التي تحسن جودة الخدمة لمختلف هذه التطبيقات، فمن أجل تطبيقات الزمن الحقيقي يتم استخدام قواعد الرتل التي تعطي أفضلية لهذه الخدمات و تحقق أقل تأخير زمني، أما من أجل تطبيقات الزمني غير الحقيقي فيتم دراسة خوارزميات التحكم بالازدحام التي تحقق أفضل أداء لعملية النقل الموثوق بوجود الازدحام عبر شبكة الانترنت. تم استخدام برنامج المحاكاة Opnet 14.5 لمحاكاة الخدمات المختلفة عبر شبكة الانترنت، و تبين نتائج الدراسة الحصول على أقل تأخير زمني لخدمة الصوت، و تحقيق معدل إرسال عالي لتطبيق FTP بوجود ضياع للرزم في الشبكة.
أدى انتشار تطبيق تقنيات نقل المعطيات الحديثة، في مجالات صناعية، و زراعية، و خدمية متنوعة إلى ضرورة نقل هذه المعطيات، ضمن أجزاء المنشآت، بفعالية و مرونة. يهدف البحث إلى تطبيق آلية هجينة، تعتمد على استخدام تقنية ZigBee، و تقنية CAN Bus معاً، بما يعطي أداء أفضل، وفقاً لمعايير الأداء التي يتطلبها عمل شبكات هذه المنشآت، في الزمن شبه الحقيقي. و مقارنة هذه الآلية مع الآليات المقترحة في أبحاث مشابهة. يعتمد الحل المقترح استخدام شبكات نقل معطيات هجينة، تعتمد على وصل الشبكات الجزئية، التي تعتمد تقنية CAN Bus، باستخدام عمود فقري لاسلكي يعتمد تقنية ZigBee. و اقتراح بنية مناسبة لبوابات العبور بين أجزاء الشبكة الهجينة. أثبتت النتائج أن الآلية المقترحة في هذا البحث أفضل مقارنة بأبحاث مشابهة، وفقاً لمعايير أداء مناسبة لمثل هذا النوع من الشبكات، بما يسمح لنا بالتوصية باستخدام هذه الآلية في التطبيقات الصناعية الخدمية. و قد اعتمد البحث على المحاكي الشبكي NS2 لتقييم النتائج و مقارنتها.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا