12959

12959

يك سيستم نرم افزار زمان اجرا براي باز پيكربندي عمومي پوياي خوشه هاي كلان مقياس با توان محاسباتي بالا

دكتري

كامپيوتر - نرم افزار

اسفند 1392

اسفند 1392

دكتر محسن شريفي

چكيده يكي از چالشهاي عمدهي خوشههاي كلانمقياس توان بالاي محاسباتي، ماهيت پويا و تعاملي پردازهها در زمان اجرا ميباشد. از سوي ديگر، خوشههاي توان بالاي محاسباتي براي دستيابي به توان بالاي مورد نياز برنامههاي كاربردي از مفهوم پيكربندي خوشه منطبق بر نيازمنديهاي برنامههاي كاربردي استفاده مينمايند. ليكن ماهيت پويا و تعاملي پردازههاي نيازمند به توان محاسباتي كلانمقياس سبب ميشود كه امكان پيكربندي خوشهها قبل از آغاز اجراي برنامهها امكانپذير نباشد. اين واقعيت، نيازمندي به خوشههايي را كه در زمان اجرا قادر به بازپيكربندي بوده و بتوانند از الگوي پيكربندي و تطبيق خوشه با نيازمنديهاي پردازهها استفاده نمايند ضروري و مهم ميسازد. در اين رساله راهكاري نرمافزار سيستمي براي بازپيكربندي عمومي و پوياي خوشههاي كلا نمقياس با توان بالاي محاسباتي را براساس ساختارهاي هسته سيستمعامل در زمان اجرا ارايه مينماييم. براي تحقق اين امر مهم، يك مدل جبري براي استخراج ماهيت پوياي پردازهها در زمان اجرا بدون وابستگي به تحليل برنامه كاربردي ارايه ميكنيم. سپس با استفاده از ويژگيهاي ناهمگني عناصر تشكيلدهنده خوشه، كه بعنوان مزيت نسبي اينگونه سيستمها مطرح ميباشند، راهكاري جهت تغيير ساختار پاسخ عناصر تشكيلدهنده خوشه جهت پشتيباني از ماهيت پوياي زمان اجراي پردازهها ارايه مي -كنيم. ايجاد ساختارهاي هسته سيستمعامل كه بتوانند الگوي جديدي براي سازماندهي پردازهها از ديدگاه سيستمعامل ايجاد نمايند، تغيير ساختارهاي ايجاد و اجراي پردازهها در خوشههاي توان بالاي محاسباتي، و تعريف وضعيت جديدي براي پردازهها در سطح هسته سيستمعامل، از جمله نوآوريهاي مهم اين رساله جهت دستيابي به هدف بازپيكربندي در زمان اجرا با رعايت نيازمنديهاي خوشههاي كلانمقياس است. با استفاده از نرمافزارهاي محك استاندارد و چند برنامه كاربردي با ماهيت پويا نظير برنامه NAMD نشان ميدهيم كه نرمافزار سيستم پيادهسازي شده بر مبناي راهكار پيشنهادي در سيستمهاي كلانمقياس مبتني بر ساختارهاي آيبيآم و كِرِي منجر به عدم شكست برنامههاي كاربردي پويا در خوشه ميگردد. بدون وابستگي به اجراهاي متوالي برنامههاي كاربردي جهت استخراج ماهيت پويا و تعاملي و عدم تغيير در واحد توازنبار جهت ادامه روند اجراي برنامه و عمومي بودن راهكار پيشنهادي از جمله مهمترين مزاياي نرمافزار سيستم ميباشد. تغييرات در ساختارهاي هسته سيستمعامل نيز از جمله چالشهاي اصلي نرمافزار سيستم پيشنهادي است. كلمات كليدي: سيستمهاي كلانمقياس، سيستمهاي توان بالاي محاسباتي، سيستمهاي توزيعشده و خوشهاي، بازپيكربندي، پردازهها، زمان اجرا.