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 قورباغهاین پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشدفهرست 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