فایل زمانبندی کار در محیط ابر مبتنی بر الگوریتم درهم آمیختن جهش قورباغه

توضیحات

فایل زمانبندی کار در محیط ابر مبتنی بر الگوریتم درهم آمیختن جهش قورباغه
این پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده 1
فصل اول: کلیات پژوهش 2
1-1 مقدمه تعریف 3
1-3سابقه وضرورت انجام تحقیق 4
1-4 هدف ها 6
1-5 جنبه نوآوری تحقیق 7
1-6 مراحل انجام تحقیق 7
1-7 ساختارپایان نامه 7
فصل دوم:مقدمه­ای بر رایانش ابری 8
2-1 مقدمه 8
2-2 تعریف رایانش ابری 8
2-3 سیر تکامل محاسبات 10
2-4 عناصر زیربنایی محاسبات 12
2-4-1 محاسبات گرید 12
2-4-2 مجازی سازی 12
2-4-3 وب 2 12
2-4-4 معماری مبتنی بر سرویس(SOA) 13
2-5 سرویس‌های محاسبات ابری 13
2-5-1نرم‌افزار به عنوان سرویس (SaaS) 13
2-5-2 پلتفرم به عنوان سرویس(PaaS) 13
2-5-3 زیر ساخت به عنوان سرویس(IaaS) 14
2-6 لایه ماشین مجازی 14
2-6-1 ماشین‌های مجازی 14
2-6-2 ناظر ماشین مجازی 14
2-7 لایه مرکز داده 14
2-7-1 سخت افزار 15
2-8 مدل­های پیاده سازی محاسبات ابری 15
2-8-1 ابر خصوصی 15
2-8-2 ابر عمومی 15
2-8-3 ابر گروهی 16
2-8-4 ابر آمیخته 16
2-9 مقدمه­ای بر شبیه سازی 16
2-10 برخی نرم افزارهای شبیه سازی شبکه های محاسباتی 17
2-10-1 کلودسیم 17
2-10-2 کلود آنالایز 18
2-10-3 کلود ریپورتر 18
2-10-4 اپ تی آرسیم 18
2-10-5 گریدسیم 18
2-11 آشنایی با ابزار کلودسیم 18
2-11-1 کاربردهای کلودسیم 19
2-11-2 معماری کلودسیم 19
2-11-2-1 لایه کد کاربر 20
2-11-2-2 لایه کلودسیم 21
2-11-2-3 لایه هسته کلودسیم 21
2-12 مدل های تخصیص ماشین های مجازی 21
2-13 کلاس های موجود در کلودسیم 22
2-14 کلاس پهنای باند 22
2-15 کلاس کلودلت یا تکه ابر 23
2-16 کلاس تکه ابر زمانبند 25
2-17 کلاس مرکز داده 25
2-18 کلاس مرکز داده واسط 25
2- 19 کلاس میزبان 25
2-20 کلاس توپولوژی شبکه 26
2-21 کلاس ماشین مجازی 26
2-22 جمع بندی 26
3-1 مقدمه 27
3-2 الگوریتم موازنه بار فرصت طلبانه(OLB) 28
3-3 الگوریتم زمان اجرا کمینه(MET) 28
3-4 الگوریتم زمان اتمام کمینه(MCT)1 28
3-5 الگوریتم Min-Min 29
3-6 الگوریتم GA 29
3-7 الگوریتم گرمایشی(SA) 30
3-8 الگوریتم Tabu 30
3-9 الگوریتم بهترین درصد (KPB)K 31
3-10 الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات(PSO) 31
3-11 الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچگان(ACO) 31
3-12 الگوریتم ترکیبی جهش قورباغه 34
3-13مقایسه الگوریتم های اکتشافی 37
3-14 نتیجه گیری 40
فصل 4: روش پیشنهادی 41
4-1 مقدمه 41
4-2بهبود در زمان بندی الگوریتم جهش قورباغه 41
4-3 تفاوت در نتایج حاصل از الگوریتم جهش قورباغه و الگوریتمهای دیگر 42
4-4 ارائه روش پیشنهادی: 42
4-5 جمع بندی: 43
فصل پنجم:آزمایش ها و ارزیابی نتایج 44
5-1 مقدمه 44
5-2 محیط پیاده سازی و اجرا 45
5-2-1 پارامترها و مقادیر مورد استفاده 45
فصل ششم 60
نتیجه گیری و پیشنهادات 60
6-1 مقدمه 60
6-2 نتایج حاصل از تحقیق 60
6-3 پیشنهادها 61
مراجع: 62
واژه نامه 68
فهرست جدول­ها
عنوان صفحه
جدول 2-1.انواع متغیرها و پارامترهای کلاسBw......... 21
جدول 2-2.متدها و متغیرهای کلاس Cloudlet............... 22
جدول 3-1.مقایسه الگوریتم­های زمانبندی............. 34
جدول 5-1.پارامترهای استفاده شده در الگوریتم Aco.... 41
جدول 5-2.پارامترهای استفاده شده در الگوریتم Sfla.... 41
جدول 5-3.پارامترهای استفاده شده در کلودسیم........ 42
جدول 5-4.زمان اجرا هر الگوریتم در محیط ابر با 10 بار اجرا و 50 تسک............................................... 43
جدول 5-5. زمان اجرا هر الگوریتم در محیط ابر با 10 بار اجرا و 100 تسک............................................... 43
جدول 5-6. زمان اجرا هر الگوریتم در محیط ابر با 10 بار اجرا و 200 تسک............................................... 44
جدول 5-7. زمان اجرا هر الگوریتم در محیط ابر با 10 بار اجرا و 300 تسک............................................... 45
جدول 5-8. زمان اجرا هر الگوریتم در محیط ابر با 10 بار اجرا و 400 تسک............................................... 45
جدول 5-9. زمان اجرا هر الگوریتم در محیط ابر با 10 بار اجرا و 500 تسک............................................... 46
جدول 5-10. کدهای نوشته شده در این پروژه........... 48
فهرست شکل­ها
عنوان صفحه
شکل 2-1. تعریف NISTدر محاسبات ابری................... 9
شکل 2-2. سیر تکامل محاسبات......................... 10
شکل 2-3. معماری جدید CLOUDSIM....................... 19
شکل 3-1. نمایش مراحل یافتن کوتاهترین مسیر توسط مورچه­ها 29
شکل 3-2. شبه کد الگوریتم کلونی مورچه............... 30
شکل 3-3. فلوجارت الگوریتم کلونی مورچه.............. 31
شکل3-4. فلوچارت الگوریتم Sce-Ua...................... 33
شکل 5-1. نمودار Aco................................. 47
شکل 5-2. نمودار Sfla................................. 47
شکل 5-3. میانگین makespan از الگوریتم­های Sfla، Acoو Fcfs 51
فهرست کلمات اختصاری:
الگوریتم کلونی مورچه
Ant Colony Optimazition
Aco
واسط الگوریتم کلونی مورچه
Ant Colony Optimazition Broker
Aco Broker
پهنای باند
Bandwidth
Bw
تکامل مجتمع رقابتی
Competitive Complex Evolution
Cce
مرکز داده
Data Center
Dc
اولین ورودی اولین خروجی
First Come First Service
Fcfs
واسط اولین ورودی اولین خروجی
First Come First Service Broker
FcfsBroker
الگوریتم ژنتیک
Genetic Algorithm
Ga
سخت افزار به عنوان سرویس
Hardware As A Service
Haas
زیر ساخت به عنوان سرویس
Infrastructure as a Service
Iaas
الگوریتم بهترین درصد
k-Persent Best
Kpb
الگوریتم زمان اتمام کمینه
Minimum Completion Time
Mct
حداقل زمان تکمیل مورد انتظار
Minimum Expected Completion Times
Mect
الگوریتم زمان اجرا کمینه
Minimum Execution Time
Met
الگوریتم مینیمم-ماکسیمم
Min-Max Algorithm
Min-Max
الگوریتم مینیمم-مینیمم
Min-Min Algorithm
Min-Min
چند میلیون دستور در ثانیه
Milion Instructure Per Second
Mips
موسسه فناوری و استاندارد
National Of Standards And Technology
Nist
الگوریتم موازنه بار فرصت طلبانه
Opportunistic Load Balancing
Olb
سکو به عنوان سرویس
Platform As A Service
Paas
عناصر پردازشی
Process Element
Pe
بهینه سازی گروه ذرات
Particle Swarm Optimization
Pso
الگوریتم گرمایشی
Simulated Annealing
Sa
نرم افزار به عنوان سرویس
Software As A Service
Saas
تکامل مجتمع قورباغه
Shuffled Complex Evalution
Sce
جهش قورباغه
Shuffled Frog Leaping
Sfl
الگوریتم جهش قورباغه
Shuffled Frog Leaping Algorithm
Sfla
واسط الگوریتم جهش قورباغه
Shuffled Frog Leaping Algorithm Broker
SflaBroker
معماری مبتنی بر سرویس
Service Oriented Architecture
Soa
بر پایه­ی اینترنت
Internet-Base
Tcp/ip
ماشین مجازی
Virtual Machine
Vm
ناظر ماشین مجازی
Virtual Machine Monitor
Vmm.
چکیده:
امروزه با پیشرفت تکنولوژی و همه گیر شدن سیستم­های کامپیوتری ، سیستم­های رایانش ابری به شدت رو به توسعه و ترویج هستند که با توجه به این حجم عظیم انتقال اطلاعات در بستر اینترنت نیاز مبرمی به مکانیزم هایی داریم تا در کوتاهترین زمان، به تمامی سرویس­ها پاسخ دهند و کارهای قابل انجام را به بهترین شکل به انجام رسانند. از الگوریتم­هایی که در زمان­بندی کار در محیط های ابری استفاده شده است می توان به FCFS و RR اشاره کرد که جزو قدیمی­ترین و پایدار­ترین الگوریتم­ها در­­این زمینه می باشند. از طرف دیگر ، در سال­های اخیر با ظهور علوم جدیدی همچون هوش مصنوعی، محاسبات نرم، یادگیری ماشین و غیره ، متخصصین حوزه­ی فناوری اطلاعات در تلاشند تا الگوریتم­های کلاسیک را با الگوریتم­های نوظهور تلفیق کنند و یا از الگوریتم­های هوشمند به عنوان یک جایگزین بهره بگیرند.
اخیرا ، در حوزه­ی زمان­بندی کارها در محیط­ ابر از الگوریتم­های هوشمندی همچون ژنتیک، PSO ، کلونی مورچگان، شبیه­سازی تبرید و غیره استفاده شده است که نتایج حاصله نشان دهنده­ی بهبود در زمان کل اجرای کارها بوده است. در این پژوهش سعی بر این است تا از الگوریتم جهش قورباغه جهت کاهش زمان کارها در زمان­بندی در محیط ابر بهره گرفته شود تا بهبودی در الگوریتم­های زمان بندی نسبت به کار­های قبلی به دست آید. پیاده­سازی آزمایشات و شبیه­سازی ها به زبان جاوا و با کمک کتابخانه CloudSim انجام شده است. نتایج حاصله از انجام پیاده­سازی­ها و آزمایشات انجام گرفته در این پایان­نامه نشان­دهنده بهبود زمان اجرای کار­ها در محیط ابر می­باشد که در این تحقیق با الگوریتم های FCFS و ACO مقایسه شده است.
واژه­های کلیدی:
پردازش ابر، محیط ابر ، زمانبندی، کلونی مورچه، جهش قورباغه