Methods of tasks allocations between processors of computing cluster which utilizes the frequency scaling

Рассмотрены методы распределения независимых заданий, одновременно поступающих на выполнение на параллельные процессоры вычислительного кластера. Предложены методы распределения заданий для однородных и неоднородных кластерных архитектур, отличающиеся методами предварительной сортировки заданий входного потока. Показано, что для достижения требуемого уровня балансировки межпроцессорной загрузки для кластера с однородной архитектурой целесообразно распределение заданий с предварительной сортировкой входного потока по убыванию их длительности, для кластера с неоднородной архитектурой – использование сортировки заданий по убыванию их плотности, используемой для построения допустимого расписания выполнения заданий, оптимизирующего энергопотребление процессора. Приведены результаты вычислительных экспериментов, подтверждающие обеспечение высокого уровня балансировки загрузки за счет применения предложенных методов для различного количества и типов процессоров вычислительного кластера.Розглянуто методи розподілу незалежних завдань, одночасно надходять на виконання на паралельні процесори обчислювального кластера. Запропоновано методи розподілу завдань для однорідних і неоднорідних кластерних архітектур, що відрізняються методами попереднього сортування завдань вхідного потоку. Показано, що для досягнення необхідного рівня балансування міжпроцесорного завантаження для кластера з однорідною архітектурою доцільним є розподіл завдань з попереднім сортуванням вхідного потоку за зменшенню їх тривалості, для кластера з неоднорідною архітектурою - використання сортування завдань за зменшенню їх щільності, використовуваної для побудови допустимого розкладу виконання завдань, який оптимізує енергоспоживання процесора. Наведено результати обчислювальних експериментів, що підтверджують забезпечення високого рівня балансування завантаження за рахунок застосування запропонованих методів для різної кількості і типів процесорів обчислювального кластера.The methods of independent tasks allocations which are coming at the same time for running on the parallel processors of computing cluster are developed. The methods of job allocation for homogeneous and heterogeneous cluster architectures, different methods of pre-sorting of the input stream of tasks are developed. It is shown that to achieve the desired level of load balancing for the cluster inter-processor with a homogenous architecture advisable distribution of tasks with a preliminary sorting of the input stream is descending their duration, for a cluster with heterogeneous architecture - using sorting tasks in descending order of density, used to construct a feasible schedule assignments that optimizes power consumption of the processor. The results of computational experiments confirming the provision of a high level of load balancing through the use of the proposed methods for different amounts and types of processors of computing cluster

ON THE GOING NEAR ORGANIZATION OF PLANNING ALLOCATION OF GRID RESOURCES

Предложены подходы к организации планирования распределения ресурсов двухуровневой GRID- системе и процедуры и критерии оптимизации планирования распределения заданий в среде виртуальных сообществ GRID-систем. Предложенный критерий позволяет оптимизировать время выполнения отдельных заданий, а также суммарное время выполнения заданий входного потока, поступающего на двухуровневую GRID-систему. Для решения задач планирования предлагается использовать идеи рангового подхода к решению задач дискретной оптимизации.Запропоновані підходи до організації планування розподілу ресурсів дворівневій GRID-системі і процедури і критерії оптимізації планування розподілу завдань в середовищі віртуальних співтовариств GRID-систем. Запропонований критерій дозволяє оптимізувати час виконання окремих завдань, а також сумарний час виконання завдань вхідного потоку, що поступає на дворівневу GRID-систему. Для вирішення завдань планування пропонується використовувати ідеї рангового підходу до рішення задач дискретної оптимізації.Approaches are offered to organization of planning of allocation of resources to the two-tier GRID-system and procedures and criteria of optimization of planning of distributing of tasks in the environment of virtual associations of the GRID-systems. The offered criterion allows to optimize time of processing of separate jobs, and also total time of processing of jobs of input stream, acting on the two-tier GRID-system. For the decision of planning tasks it is suggested to use the ideas of grade approach to the decision of tasks of discrete optimization

Information technology for task scheduling on computing clusters of distributed system based on the remote access services integration

Предложена информационная технология для планирования заданий на вычислительных кластерах распределенных систем, использующая сервисы удаленного доступа систем мониторинга и кластерную СУБД для работы с данными о состоянии узлов и выполняемых заданий кластера. Рассмотрена процедура выбора сервисов и разработана модель мультисервисного удаленного доступа, полученная на основе интеграции сервисов. Построены отображения этапов работы модели планирования на множество сервисов удаленного доступа, оптимизирующие количество используемых сервисных модулей.Запропоновано інформаційну технологію для планування завдань на обчислювальних кластерах розподілених систем, що використовує сервіси віддаленого доступу систем моніторингу та кластерну СУБД для роботи з даними про стан вузлів та завдань, що виконуються на кластері. Розглянуто процедуру вибору сервісів і розроблено модель мультисервісного віддаленого доступу, отриману на основі інтеграції сервісів. Побудовано відображення етапів роботи моделі планування на множину сервісів віддаленого доступу, яка оптимізує кількість сервісних модулів, що використовуються.An information technology for task scheduling on computing clusters of distributed systems based on using remote access services of monitoring systems and cluster database management system for processing data, that concerns the state of nodes and tasks performed by the cluster, is provided. The procedure of service choice is considered and the model of multi-remote access obtained through the services integration is developed. Mapping stages of model tasks scheduling on the set of remote access services that optimizes the number of used service modules are developed

Method of batch scheduling of the tasks with high intensity and allocating of resources in a distributed computing systems

Рассмотрены методы планирования пакетов заданий в распределенных вычислительных системах. Сформулировано предположение о возможности использования ограничения на загрузку ресурсов в условиях входных потоков заданий, имеющих высокую интенсивность, для улучшения экономических показателей работы вычислительных систем. В качестве подхода предложена модификация метода планирования на основе решения задачи о наименьшем покрытии, использующего перепланирование в тех случаях, когда предварительно рассчитываемые коэффициенты использования ресурсов превышают заданные пороговые значения. Для компенсации уменьшения коэффициента использования ресурсов предлагается метод выбора ресурсов, базирующийся на статистическом анализе времени решения заданий на ресурсах системы.Розглянуто методи планування пакетів завдань в розподілених обчислювальних системах. Сформульовано припущення про можливість використання обмеження на завантаження ресурсів в умовах вхідних потоків завдань, що мають високу інтенсивність, для поліпшення економічних показників роботи обчислювальних систем. В якості підходу запропонована модифікація методу планування на основі вирішення задачі про найменше покриття, що використовує перепланування в тих випадках, коли попередньо розраховані коефіцієнти використання ресурсів перевищують задані порогові значення. Для компенсації зменшення коефіцієнта використання ресурсів пропонується метод вибору ресурсів, що базується на статистичному аналізі часу рішення завдань на ресурсах системи.The methods of the batch scheduling tasks in distributed computing systems. Formulate hypotheses about the possibility of the using of restrictions of the resource utilization when in the input job stream have a high intensity to improve the economic performance of computing systems. As the approach proposed modification of the scheduling on the basis of solving the problem of the minimal cover, use a rescheduling in cases when the pre-calculated resource utilization exceeds a predetermined threshold. To compensate for the decrease in the utilization of resources proposed a selection method based on a statistical analysis of time running of the tasks on resources of system

On the optimality properties of a method to minimize total tardiness on a single machine based on the rank approach and the dominance rules

Рассмотрен метод минимизации суммарного запаздывания работ на одиночном устройстве, сведенный к решению задачи нахождения кратчайшего гамильтонового пути в произвольном полносвязном графе на основе рангового подхода и правил доминирования. Рассмотрены свойства оптимальности метода на основе введенных определений локально-оптимального решения, локально-оптимального расписания на ранге и оптимальности получаемого итогового расписания. Сформулированы определения и предложения, определяющие оптимальность получаемых расписаний выполнения работ на основе доминирующих и строго доминирующих расписаний для взвешенного и невзвешенного случаев. Предложены метрики оценки улучшения результатов работы алгоритма при использовании правила доминирования. Приведены результаты вычислительного эксперимента по оцениванию улучшения работы алгоритма, подтверждающие целесообразность использования правил доминирования.Розглянуто метод мінімізації сумарного запізнювання робіт на одиночному пристрої, зведений до вирішення задачі знаходження найкоротшого гамільтонового шляху в довільному повнозв’язному графі на основі рангового підходу і правил домінування. Розглянуто властивості оптимальності методу на основі введених визначень локальнооптимального рішення, локально-оптимального розкладу на ранзі і оптимальності одержуваного підсумкового розкладу. Сформульовано визначення та пропозиції, що визначають оптимальність одержуваних розкладів виконання робіт на основі домінуючих і строго домінуючих розкладів для зваженого і незваженого випадків. Запропоновано метрики оцінки поліпшення результатів роботи алгоритму при використанні правила домінування. Наведено результати обчислювального експерименту з оцінювання поліпшення роботи алгоритму, які підтверджують доцільність використання правил домінування.The method of minimizing the total delay work on the single device pivoted to the problem of finding the shortest Hamiltonian path in a random fully connected graph based on the rank approach and the dominance rules is considered. The properties of an optimal method based on the introduced definitions of locally optimal solutions for the optimal schedule on the rank and the optimality of the final schedule are considered. Definitions and propositions that define the optimality of job schedules on the basis of strictly dominant and dominant schedules for the weighted and unweighted cases are formulated. Metrics evaluation to improve the results of the algorithm using the dominance rules are proposed. The results of computer simulation for estimating improvement of the algorithm, confirming the expediency of the dominance rules

Modeling and analysis of impact of based on minimal cover method algorithms for tasks scheduling and resource allocation on performance of heterogeneous distributed systems

В работе исследуется поход к планированию заданий и ресурсов гетерогенной распределённой системы на основе метода покрытия. Рассмотрены основные положения подхода, математическая модель и проведен сравнительный анализ эффективности эвристических и точного алгоритмов решения задачи о покрытии для решения задач планирования. Приведены результаты компьютерных экспериментов и анализ в соответствии с разработанными сценариями моделирования, показавшими преимущества предлагаемых алгоритмов при условии изменения параметров модели при фиксированном количестве и интенсивности потоков заданий.В роботі досліджується похід до планування завдань і ресурсів гетерогенної розподіленої системи на основі методу покриття. Розглянуто основні положення підходу, математична модель та проведено порівняльний аналіз ефективності евристичних і точного алгоритмів розв'язання задачі про покриття для вирішення завдань планування. Наведено результати комп'ютерних експериментів і аналіз відповідно до розроблених сценаріями моделювання, які показали переваги запропонованих алгоритмів за умови зміни параметрів моделі при фіксованій кількості та інтенсивності потоків завдань.In this paper the approach to scheduling of tasks and resources in a heterogeneous distributed system based on minimal cover method. The main provisions of the approach, the mathematical model and the comparative analysis of the effectiveness of heuristic and exact algorithms for the covering problem to solve scheduling. The results of computer experiments and comparative analysis use the developed simulation scenarios, the advantages of the proposed algorithms provided changing the model parameters for a fixed amount of resources and intensity of the task stream

Information technologies for processing jobs in distributed computing environments

Рассмотрены информационные технологии для решения задач планирования заданий в двухуровневой вычислительной системе, базирующиеся на работе кластерной СУБД и технологии программных агентов. Для реализации технологий программных агентов, устанавливаемых на узлах локальных ресурсов распределенной системы, выбраны компоненты систем мониторинга, обеспечивающие оперативность и полноту требуемой для принятия решений о выборе стратегий планирования информации.Розглянуто інформаційні технології для вирішення завдань планування завдань в дворівневої обчислювальної системі, що базуються на роботі кластерної СУБД і технології програмних агентів .Для реалізації технологій програмних агентів, що встановлюються на вузлах локальних ресурсів розподіленої системи, обрані компоненти систем моніторингу, що забезпечують оперативність і повноту необхідної для прийняття рішень про вибір стратегій планування інформації.An information technologies to solve scheduling problems in the two-level computing system based on the work of the cluster database and software agent technology are consider. To implement mounted on the nodes local resources of a distributed system software agent technology, selected components of the monitoring system to ensure the efficiency and completeness required for the choice of scheduling strategy decisions

MODELING OF GRID RESOURCES PLANNING FUNDS PACKAGE GRIDSIM

Рассмотрены принципы моделирования распределения и планирования ресурсов для решения задач GRID в пакете GridSim. Предложен эффективный метод планирования ресурсов, использующий подход на основе задачи о минимальном вершинном покрытии. Разработаны алгоритм и программное обеспечение на языке Java, реализующее этот метод. Проведена интеграция программы в среду пакета GridSim. Проведены экспериментальные исследования для различных значений параметров моделируемой GRID-среды в условиях применения существующих и предложенного метода планирования ресурсов GRID. Приведен сравнительный анализ полученных результатов, обосновывающий эффективность предложенного в работе метода.Розглянуто принципи моделювання розподілу та планування ресурсів для вирішення завдань GRID в пакеті GridSim. Запропоновано ефективний метод планування ресурсів, що використовує пі-хід на основі завдання про мінімальний вершинному покритті. Розроблено алгоритм і програмне забезпечення на мові Java, що реалізує цей метод. Проведена інтеграція програми у середу пакута GridSim. Проведено експериментальні дослідження для різних значень параметрів моделіруємого GRID-середовища в умовах застосування існуючих і запропонованого методу планування ресурсів GRID. Наведено порівняльний аналіз отриманих результатів, що обгрунтовує ефективність запропонованого в роботі методу.The principles of distribution modeling and planning resources for solving problems in the GRID package GridSim are developed. An effective method for resource planning, using sub-course on the basis of the minimal vertex cover is develped. The algorithm and software in Java, implement this method. Performed integration of the program on Wednesday, pack-ta GridSim. Experimental studies for the various parameters of the model-fix GRID-environment in the context of existing and proposed method of planning of resources GRID. A comparative analysis of the results, justifying the efficiency of the proposed in work method

Optimization plan of selection tasks from cluster’s turn on basis parallel decision of boole nonlinear equalizations with limitations

Розглянуто метод групової обробки завдань, що надходять до черги кластеру, на основі моделі рангового підходу. Метод реалізовано на мові програмування МС#. Проведений аналіз результатів паралельної реалізації методу.Рассмотрен метод групповой обработки заданий, которые поступают в очередь кластера, на основе модели рангового подхода. Метод реализован на языке программирования МС#. Проведен анализ результатов параллельной реализации метода.The method batch-processing tasks which enter cluster’s turn is considered, on the basis model of grade approach. A method is realized in programming of MC# language. The analysis result of parallel realization method is conducted

INVESTIGATION OF METHODS FOR LOCAL RESOURCE SCHEDULING AND THEIR MODIFICATIONS IN GRID SYSTEMS

Розглянуто дворівневу архітектуру планування ресурсів у Грід-системах. Проаналізовано локальні системи управління розподіленими обчисленнями та методи планування ресурсів. Проаналізовано алгоритми локального планування ресурсів на прикладі планувальника Maui. Наведена програмна база системи управління розподіленими обчисленнями. Досліджено поширення можливостей планувальника Maui шляхом інтеграції в програмне забезпечення нових алгоритмів планування ресурсів.Рассмотрена двухуровневая архитектура планирования ресурсов в Грид-системах. Проанализированы локальные системы управления распределенными вычислениями и методы планирования ресурсов. Проанализированы алгоритмы локального планирования ресурсов на примере планировщика Maui. Рассмотрена программная база системы управления распределенными вычислениями. Исследовано расширени возможностей планировщика Maui путем интеграции в программное обеспечение новых алгоритмов планирования ресурсов.The two-level architecture of Grid systems resource scheduling is considered. Analyzed the local management of distributed computing and resource scheduling methods. Scheduling algorithms for local resource scheduling example Maui is analyzed. The software base management system distributed computing is consider. The empowerment of Maui scheduler on the base of integration of new software algorithms for resource scheduling is investigated