پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
دانلود بهینه سازی کارایی مبتنی بر مدل تحلیلی در سیستم های بلادرنگ با محدودیت توابع زمان/بهره وری
گزارش سمینار کارشناسی ارشد
رشته مهندسی فناوری اطلاعات گرایش شبکه های کامپیوتری
فهرست
محاسبه چهار معیار کارایی مطرح شده. 7
بهینه کردن معیار های کارایی مطرح شده. 9
مقدمه
در این مقاله به بیان چهار معیار برای ارزیابی کارایی در یک سیستم بلادرنگ firm پرداخته شده است. تمامی این معیارها بر اساس بهره وری سیستم هستند. سپس با استفاده از روش های تحلیلی به محاسبه این معیارها پرداخته شده و در نهایت نیز توسط روش های عددی یک بهینه سازی برای آن ها ارائه شده است.
به طور کلی سیستم های بلادرنگ را می توان به سه دسته بلادرنگ سخت، بلادرنگ نرم و بلادرنگ firm تقسیم کرد. مسئله اساسی در سیستم های بلادرنگ سخت، موضوع برآورده شدن ضرب العجل ها می باشد، در حالی که در سیستم های بلادرنگ نرم و بلادرنگ firm فقط مسئله تمام شدن کارها قبل از فرا رسیدن ضرب العجل مطرح نیست، بلکه این که اجرای کار ها دقیقا در چه زمانی به اتمام می رسد نیز مهم است. اثر این موضوع را معمولا توسط توابع بهره وری یا TUF ها وارد مسئله می کنند.
TUF ها انواع مختلفی دارند، به طور مثال می توانند به صورت پله ای و یا غیر پله ای باشند و یا حالت صعودی یا نزولی داشته باشند، اما به طور کلی این توابع را می توان به دو دسته Unimodal و Multimodal تقسیم کرد. در انواع Unimodal اگر تابع بهره وری در یک لحظه به صورت نزولی شود، پس از آن دیگر نمی تواند حالت صعودی پیدا کند، به عبارت دیگر هر گونه کاهش در مقدار بهره وری نمی تواند با یک افزایش دنبال شود. اما در انواع Multimodal چنین محدودیتی نداریم. نکته دیگری که در مورد TUF ها وجود دارد این است که در اکثر بحث های مربوط به بهره وری معمولا هدف بیشینه کردن تابع TUF است و یا تضمین اینکه میزان این تابع از یک حداقل مقداری کمتر نشود. در معیار های کارایی مطرح شده در این مقاله هر دوی این موارد لحاظ شده است.
معیارهای کارایی
چهار معیار برای ارزیابی کارایی در یک سیستم بلادرنگ firm مطرح شده است:
- مجموع بهره وری همه کارهای سیستم که با نمایش داده می شود.
- مجموع بهره وری همه کارهای موفق سیستم و یا در واقع کارهایی که توانسته اند قبل از ضرب العجل خود تمام شوند که با نشان داده می شود.
- سومین معیار یک سطح اطمینان می باشد که تضمین می کند درصد بهره وری از یک مقدار حداقل پایین تر نیاید. این سطح اطمینان را با A(v) نمایش می دهیم.
- آخرین معیار مطرح شده میزان بهره وری سیستم به ازای انرژی مصرفی سیستم است که با نشان داده می شود. تفاوتی که این معیار با سه معیار دیگر دارد این است که در کنار بهره وری سیستم مسئله انرژی را هم که جایگاه خاصی در سیستم های بلادرنگ دارد، در نظر می گیرد.
مدل سیستم
برای تعریف این معیار های کارایی، ابتدا به بیان مدل سیستم می پردازیم. سیستم مورد بحث در این روش یک سیستم تک پردازنده است که برای زمان بندی کارها از مکانیزم FCFS استفاده می کند. ظرفیت سیستم مقدار دلخواه k در نظر گرفته شده و حالات سیستم را نیز تعداد کارهای موجود در سیستم در آن لحظه در نظر می گیرد. این مقدار را با n نشان می دهیم و باید از ظرفیت سیستم کمتر باشد. بنابراین هر کار را می توان به این صورت نمایش داد:
J = ( a, e , θ, U)
a زمان ورود کار به سیستم است که به صورت پواسن با نرخ λ می باشد.
e زمان اجرای کار هاست و دارای توزیع نمایی است.
θ ضرب العجل نسبی کار است که از تفاضل ضرب العجل مطلق و زمان ورود کار به سیستم به دست می آید. ضرب العجل نسبی کارهای سیستم در این مسئله با استفاده از یک تابع توزیع تجمیعی (CDF) مشخص می شوند که متغیر تصادفی آن θ بوده و با G(t) نشان داده می شود.
U نیز تابع TUF ای است که برای آن کار استفاده می شود و آن را به صورت U(τ,θ) مشخص می کنند. نکته ای که در مورد این تابع وجود دارد این است که در مقاله برای همه کارها تابع TUF یکسان در نظر گرفته می شود.
Performance Optimization Based on
Analytical Modeling in a Real-Time System
with Constrained Time/Utility Functions
Mehdi Kargahi, Member, IEEE, Ali Movaghar, Senior Member, IEEE
Abstract— We consider a single-processor firm real-time (FRT) system with exponential inter-arrival and execution times for
jobs with relative deadlines following a general distribution. The scheduling policy of the system is first-come first-served (FCFS)
and the capacity of the system is arbitrary. This system is subject to an arbitrary shaped time/utility function (TUF) which
determines the accrued utility of each job according to its completion time. It is considered that the system power consumption
at different working states is predetermined for each processor speed. We have proposed an exact analytical method for the
calculation of specific performance and power-related measures of the system. The resulting analytical formulations for the
performance measures which are functions of the processor speed and system capacity are then optimized through appropriate
selection of the former parameter using derivatives and the latter parameter employing numerical search methods. Some
experimental results are presented for different unimodal TUFs in systems with deterministic and exponential relative deadlines.
For the latter distribution, the results are compared against similar results obtained through simulation for the non-preemptive
earliest-deadline-first (NP-EDF) scheduling policy. The comparisons show that FCFS is superior to NP-EDF for some measures
and TUFs.
Index Terms— Analytical modeling, Firm real-time system, Optimization, Performance modeling, Time/utility function.
این فایل ورد (word) ترجمه در 10 صفحه و فایل اصلی لاتین pdf مقاله در 13 صفحه به خدمتتون ارائه میشود. +27 صفحه پاورپوینت ارائه