پایاننامه زمانبندی بلادرنگ محیط ابرهای محاسباتی الگوریتم رقابت استعماری

۱۰۰ هزار تومان ۶۵ هزار تومان
افزودن به سبد خرید

جهت خرید و دانلود پاياننامه زمانبندی بلادرنگ محيط ابرهای محاسباتی الگوريتم رقابت استعماری روی خرید محصول کلیک و یا با ایمیل زیر در ارتباط باشید

sellthesis@gmail.com


پايان نامه کارشناسی ارشد کامپيوتر نرم افزار زمانبندی کارهای بلادرنگ در محيط ابرهای محاسباتی با استفاده از الگوريتم رقابت استعماری


خرید محصول پاياننامه زمانبندی بلادرنگ محيط ابرهای محاسباتی الگوريتم رقابت استعماری


چکیده:

الگوریتم زمان بندی کار، که یک مسئله NP-کامل است، نقش کلیدی در سیستم ابرهای محاسباتی ایفا می کند. الگوریتم رقابت استعماری یکی از جدیدترین الگوریتم های بهینه سازی تکاملی است. همانگونه که از نام آن بر می آید، این الگوریتم بر مبنای مدل سازی فرایند اجتماعی- سیاسی پدیده استعمار بنا نهاده شده است.
در این تحقیق با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری ، الگوریتمی برای زمان بندی کارهای بلادرنگ نرم در محیط ابرهای محاسباتی طراحی می گردد که بتواند برنامه را در کمترین زمان ممکن، پیش از مهلت تعیین شده و با استفاده از کمترین تعداد منابع اجرا نماید، به نحوی که زمان اجرای کار در مقایسه با زمان بندی کارهای بلادرنگ بر اساس الگوریتم ژنتیک و در شرایط مساوی کاهش پیدا نماید. الگوریتم پیشنهادی از سیستم های ناهمگن، که در آن منابع از ناهمگونی محاسباتی و ارتباطات برخوردار هستند استفاده می نماید. زمان بندی نیز از نوع متمرکز و پویا در نظر گرفته شده است، که در این نوع زمان بندی باید به کارهای از قبل پیش بینی شده و محیط سیستم و حالت فعلی سیستم جهت ساخت طرح زمان بندی توجه کرد.
پیاده سازی های الگوریتم پیشنهادی برای دو آزمایش 200 خادمی و 400 خادمی انجام گرفته است و کارها از تعداد 16 تا 4096 به سیستم وارد گردیده است، نتایج بدست آمده با نتایج زمان بندی کارهای بلادرنگ بر اساس الگوریتم ژنتیک مقایسه گردیده است و بهینه بودن الگوریتم پیشنهاد شده را بر اساس زمان انجام کار، تعداد کارهای انجام نشده در مهلت تعیین شده و تعداد خادم های مورد استفاده نتیجه می گیریم.
در این تحقیق با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری در زمان بندی کارهای بلادرنگ در محیط ابرهای محاسباتی، استفاده از منابع بهینه شده است، نسبت بين زمان اجراي مورد انتظار و زمان اجرايي کمتر شده است و مقدار بهينه برازندگي نیز بهتر شده است.

واژه های کلیدی: ابرهای محاسباتی، کارهای بلادرنگ، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم رقابت استعماری


فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول- کلیات تحقیق 1
1-1-مقدمه 2
1-1-1 ابرهای محاسباتی 2
1-1-2 الگوریتم رقابت استعماری 3
1-1-3 زمان بندی کارها 3
1-2 اهمیت موضوع تحقیق 5
1-3 تعریف مسئله 6
1-4 اهداف تحقیق 6
1-5 محدوده تحقیق 6
1-6 ساختار کلی پایان نامه 6
فصل دوم- ادبیات و پیشینه ی تحقیق 7
2-1 مقدمه 8
2-2 ابرهای محاسباتی 8
2-2-1 تعریف 9
2-2-2 تاریخچه 9
2-2-3 معماری ابرهای محاسباتی 10
2-2-4 مدل های پیاده سازی ابرهای محاسباتی 11
2-2-5 مجازی سازی 12
2-2-6 مزایای ابرهای محاسباتی 12
2-2-7 چالش های ابرهای محاسباتی 13
2-3 زمان بندی کارهای مستقل 14
2-3-1 تعریف 15
2-3-2 الگوریتم های زمان بندی در ابرهای محاسباتی 16
2-3-2-1 مروری بر الگوریتم های زمان بندی حداکثر تلاش 20
2-3-2-2 الگوریتم زمان بندی آگاه از منبع 20
2-3-2-3 قیمت گذاری بر اساس فعالیت بهبود یافته (ABC) 21
2-3-2-4 بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) 21
2-3-2-5 الگوریتم توافق زمان-هزینه (CTC) 21
2-3-2-6 چندین گردش کاری با چندین محدودیت QOS (MQMW) 22
2-3-2-7 الگوریتم زودترین زمان پایان ناهمگن (HEFT) 22
2-3-3 الگوریتم های فوق ابتکاری 22
2-4 زمان بندی بلادرنگ 23
2-4-1 برخی از الگوریتم های زمان بندی بلادرنگ 24
2-4-1-1الگوریتم نرخ یکنواخت 24
2-4-1-2 الگوریتم ابتدا زودترین مهلت(EDF) 24
2-4-1-3 الگوریتم کمترین لختی 24
2-4-1-4 زمان بندی دو سطحی 25
2-5 الگوریتم رقابت استعماری 25
2-5-1 مراحل الگوريتم رقابت استعماری 25
2-5-1-1 شکل دهي امپراطوري‌هاي اوليه 27
2-5-1-2 مدل‌سازي سياست جذب: حرکت مستعمره‌ها به سمت امپرياليست 29
2-5-1-3 جابجايي موقعيت مستعمره و امپرياليست 31
2-5-1-4 قدرت کل يک امپراطوري 32
2-5-1-5 سیاست رقابت استعماري 33
2-5-1-6 سقوط امپراطوري‌هاي ضعيف 35
2-5-1-7 همگرايي 36
2-5-2 مزاياي الگوريتم رقابت استعماری 38
2-6 تحقیقات انجام شده در زمان بندی ابرهای محاسباتی 40
2-7 جمع بندی و نتیجه گیری 42
فصل سوم- روش پیشنهادی 43
3-1 مقدمه 44
3-1-1 بیان مساله 44
3-1-2 پارامترهای زمان بندی 44
3-1-2-1 مدل زمان بندی 45
3-1-2-2 تطابق اولیه 45
3-1-3 تابع هدف 47
3-1-4 نحوه انجام عمل زمان بندی 47
3-1-4-1 مدل ماشین مجازی بلادرنگ نرم 47
3-1-4-2 مدل خادم 48
3-1-4-3 درخواست ماشین مجازی بلادرنگ 48
3-1-4-4 ساختار زمان بندی ابری بلادرنگ 48
3-1-5 مراحل اجراي الگوريتم رقابت استعماری 50
3-1-5-1 شکل دهی امپراطوری های اولیه 50
3-1-5-2 سیاست جذب 51
3-1-5-3 انقلاب 51
3-1-5-4 سیاست رقابت استعماری 52
فصل چهارم- شبيه‌سازي و ارزيابي روش‌هاي پيشنهادي 54
4-1 مقدمه 55
4-2 شبیه ساز 55
4-2-1 مزایای کلود سیم 55
4-2-2 مدل سازی در کلود سیم 55
4-2-2-1 مدل سازی ابر 56
4-2-2-2 مدل کردن تخصیص ماشین های مجازی 56
4-2-2-3 مدل کردن بارهای کاری پویا 56
4-2-3 جمع بندی شبیه ساز 56
4-3 ارزیابی 58
4-2-1 آزمایش 200 خادمی 59
4-2-2 آزمایش 400 خادمی 62
4-3 نتیجه گیری 65
فصل پنجم- جمع بندی و پيشنهادات 67
5-1 جمع بندی 68
5-1-1 خلاصه کار انجام شده 68
5-1-2 مزایا و معایب روش پیشنهادی 69
5-1-2-1 مزایای روش پیشنهادی 69
5-1-2-2 معایب روش پیشنهادی 69
5-3 نو آوری 69
5-4 پیشنهادات 70
فصل ششم- ضمیمه 71
6-1 مقدمه 72
6-2 شبیه سازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک 72
6-2-1 کد گذاری 72
6-2-2 جمعیت اولیه 73
6-2-3 تابع برازندگی (محاسبه هزینه) 73
6-2-4 عملگر انتخاب 73
6-2-5 عملگر تقاطع 73
6-2-6 الگوریتم جهش 74
6-2-7 الگوریتم خاتمه 74
6-3 نتیجه گیری 75
مراجع 76
Abstract 79


1-1-مقدمه
در اين فصل ابتدا خلاصه اي از ابرهاي محاسباتي، الگوريتم رقابت استعماري و زمان بندي کارها بيان خواهد شد و سپس به اهميت موضوع تحقيق، تعريف مساله، اهداف تحقيق، محدوده تحقيق و ساختار کلي پايان نامه پرداخته خواهد شد.


1-1-1 ابرهاي محاسباتي
ابرهاي محاسباتي جديد ترين نسل سيستم هاي توزيع شده هستند که امروزه نام آن در صنعت فناوري ارتباطات و اطلاعات زياد شنيده مي شود و مورد استقبال جامعه علمي و تجاري قرار گرفته است. ابرهاي محاسباتي شکل تکامل يافته تر سيستم هاي مشبک عمومي هستند که به معناي واقعي ايده ارائه خدمات فناوري اطلاعات به صورت يک خدمت عمومي برمبناي پرداخت به اندازه استفاده را اجرايي کردند. شايد يکي از مهمترين عوامل ظهور و موفقيت ابرها، پيشرفت هاي سخت افزاري و نرم افزاري در مجازي سازي است. با استفاده از مجازي سازي مي توان چندين ماشين مجازي مستقل (محيط مهمان) را به طور همزمان بر روي يک منبع سخت افزاري (محيط ميزبان) ايجاد کرد. ماشين مجازي، يک پياده سازي نرم افزاري از يک کامپيوتر واقعي است که رفتار آن را تقليد مي کند، بنابراين مي توان با نصب يک سيستم عامل (مهمان) بر روي ماشين مجازي، نرم افزارهاي کاربردي مورد نظر خود را بر روي آن اجرا کرد. همچنين عرضه کنندگان خدمات مي توانند برنامه هايي را که بر روي ماشين مجازي اجرا مي کردند، و يا حتي خود ماشين مجازي را به عنوان يک خدمت در اختيار کاربران قرار دهند. استفاده از ماشين هاي مجازي سه مزيت عمده براي عرضه کنندگان خدمات دارد:
(1) به آنها اجازه مي دهد که زيرساخت سخت افزاري خود را براساس نيازهاي کاربر تقسيم بندي و سفارشي سازي نمايند. به عنوان مثال مي توانند بر روي يک سخت افزار قدرتمند، به طور همزمان چندين ماشين مجازي با سيستم هاي عامل مختلف را براي کاربران متفاوت ايجاد نمايند.
(2) محيط اجرايي هر برنامه بر روي يک ماشين مجازي مي باشد. بنابراين بروز خطا در هريک از برنامه ها و يا ماشين مجازي، تأثير بر روي ساير برنامه هاي در حال اجرا نخواهد داشت.
(3) با استفاده از روش هايي همچون مهاجرت زنده ، در صورت بروز هرگونه مشکل سخت افزاري و يا نرم افزاري، کل ماشين مجازي مي تواند به سخت افزار ديگري منتقل شده و کار خود را ادامه دهد که باعث بالا رفتن قابليت اطمينان سيستم مي گردد. معمولا عرضه کنندگان بزرگ داراي مراکز داده بسيار بزرگ در نقاط مختلف جهان هستند که حتي در صورت بروز مشکل در کل يک منطقه، مي توانند به کار خود ادامه دهند.


1-1-2 الگوريتم رقابت استعماري

الگوريتم رقابت استعماري يکي از جديدترين الگوريتم هاي بهينه سازي تکاملي است. همانگونه که از نام آن بر مي آيد، اين الگوريتم بر مبناي مدل سازي فرايند اجتماعي- سياسي پديده ي استعمار بنا نهاده شده است. اين الگوريتم همانند ساير روش هاي بهينه سازي تکاملي، کار خود را با تعدادي جمعيت اوليه آغاز مي نمايد. در اين الگوريتم، هر عنصر جمعيت، متناظر با کروموزوم در الگوريتم ژنتيک و ذره در الگوريتم بهينه سازي ذرات ، کشور ناميده مي شود.

مرور

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است .