Document
Design and performance evaluation of a new processor allocation scheme for parallel tasks in a cluster environment
Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2002
Language
English
Subject
English abstract
A Cluster is usually built by connecting a number of workstations (WSs) by a high speed network, and to run, computationally hungry applications on top of the system. A parallel application has to be built in a way that allows concurrent tasks to run in parallel on different nodes (i.e., WSs), and to have a main task coordinating their execution.
This study aims at designing and evaluating a new processor allocation scheme for parallel applications executed on homogeneous nondedicated cluster in presence of local interactive processes. In such an environment, local interactive processes and parallel processes compete for the local processor. To handle the interactions between the two types of processes, the maximum response time is delimited by an upper bound, which is assumed to be given. This bound may be set by conducting empirical studies that determine the maximum time the user can wait till getting the response back from the system. Based on this response time a scheduling scheme that computes the appropriate quanta that satisfy both types of processes is presented.
The scheme is modeled by a Colored Petri Net (CPN). In addition to the simulation model we have proposed an analytical model to confirm the simulation model results.
The study started by studying the behavior of one single parallel job under different settings. After that, the model is relaxed to consider the presence of multiple prioritized parallel jobs in the cluster.
The results of this study show that, there is a close agreement between the analytical and simulation models results. Both models' results have shown the effectiveness of the proposed scheme in preserving an acceptable speedup for the parallel job while maintaining the response time of the interactive processes. Also they have shown the performance of parallel jobs directly affected by several factors such as: cluster size, number of interactive processes at a cycle, number of parallel jobs, interactive processes demand, interactive processes arrival rate and parallel jobs priorities. Parallel job demand does not directly affect its speedup in case one single parallel job exists in the cluster. But it has a significant impact in case of multiple parallel jobs competing for the time quantum allocated for them.
Member of
Resource URL
Arabic abstract
التجمع الحاسوبي عادة ما يبني عن طريق ربط عدد من محطات العمل الفرعية بشبكة معلوماتية سريعة وتستغل لتشغيل تطبيقات حسابية معقدة. التطبيق المتوازي يجب أن يصمم بالطريقة التي تسمح بتشغيل المهام المتوازية على المعالجات المختلفة مع وجود منظم رئيسي لتنسيق الإنجاز
هذه الدراسة تهدف إلى تصميم وتقييم أداء نمط جديد لتوزيع حصص المعالجة على المهام المتوازية في المنظومات الحاسبية المتماثلة والغير مخصصة مع تواجد العمليات التفاعلية المحلية. في مثل هذه البيئة العمليات التفاعلية المحلية التي يقوم بها مستخدمي هذه الجواسيب بالإضافة إلى العمليات المتوازية تتنافس على استخدام المعالج المحلي الإدارة التفاعلات بين هذين النوعين من العمليات يحدد وقت الاستجابة القصوى للعمليات المحلية بحد أقصى مفترض. هذا الحد يمكن الحصول علية عن طريق القيام ببعض الدراسات التي تحدد أقصى وقت يمكن للمستخدم أن ينتظره حتى يستجيب له النظام. بناءا على وقت الاستجابة يعرض نمط جدوله الحساب الحصص المناسبة التي ترضي كلا النوعين. هذا النمط يصاغ باستخدام نظام تشبيهي يسمي شبكات بتري الملونة "Colored Petri Net" بالإضافة إلى هذا النظام نقدم نظام تحليلي لتأكيد صحة النتائج. الدراسة تبدأ يبحث سلوك تطبيق متوازي مفرد تخت وضعيات مختلفة. بعد ذلك يعمم هذا النظام ليشمل وجود عدد من التطبيقات المتوازية ذات الأولويات المختلفة . أظهرت هذه الدارسة تتطابق بين نتائج النظامين ( التحليلي والتشبيهي ). نتائج كلا النظاميين أثبتت فعالية النمط المقترح للحفاظ على تعجيل مقبول للتطبيق المتوازي مع مراعاة وقت الاستجابة للعمليات التفاعلية . هذا بالإضافة إلى تأكيد تأثير عدة عوامل على اداء التطبيقات المتوازية من بينها : حجم التجمع وعدد ومتطلبات العمليات التفاعلية وعدد وأولويات التطبيقات المتوازية ومعدل وصول العمليات التفاعلية . متطلبات التطبيقات المتوازية لا تؤثر تأثيرا مباشرا على التعجيل في حالة وجود تطبيق متوازي مفرد في التجمع . بينما يوضح تأثيرها في حالة تواجد عدد من التطبيقات المتوازية التي تتنافس على الحصة المخصصة لها.
هذه الدراسة تهدف إلى تصميم وتقييم أداء نمط جديد لتوزيع حصص المعالجة على المهام المتوازية في المنظومات الحاسبية المتماثلة والغير مخصصة مع تواجد العمليات التفاعلية المحلية. في مثل هذه البيئة العمليات التفاعلية المحلية التي يقوم بها مستخدمي هذه الجواسيب بالإضافة إلى العمليات المتوازية تتنافس على استخدام المعالج المحلي الإدارة التفاعلات بين هذين النوعين من العمليات يحدد وقت الاستجابة القصوى للعمليات المحلية بحد أقصى مفترض. هذا الحد يمكن الحصول علية عن طريق القيام ببعض الدراسات التي تحدد أقصى وقت يمكن للمستخدم أن ينتظره حتى يستجيب له النظام. بناءا على وقت الاستجابة يعرض نمط جدوله الحساب الحصص المناسبة التي ترضي كلا النوعين. هذا النمط يصاغ باستخدام نظام تشبيهي يسمي شبكات بتري الملونة "Colored Petri Net" بالإضافة إلى هذا النظام نقدم نظام تحليلي لتأكيد صحة النتائج. الدراسة تبدأ يبحث سلوك تطبيق متوازي مفرد تخت وضعيات مختلفة. بعد ذلك يعمم هذا النظام ليشمل وجود عدد من التطبيقات المتوازية ذات الأولويات المختلفة . أظهرت هذه الدارسة تتطابق بين نتائج النظامين ( التحليلي والتشبيهي ). نتائج كلا النظاميين أثبتت فعالية النمط المقترح للحفاظ على تعجيل مقبول للتطبيق المتوازي مع مراعاة وقت الاستجابة للعمليات التفاعلية . هذا بالإضافة إلى تأكيد تأثير عدة عوامل على اداء التطبيقات المتوازية من بينها : حجم التجمع وعدد ومتطلبات العمليات التفاعلية وعدد وأولويات التطبيقات المتوازية ومعدل وصول العمليات التفاعلية . متطلبات التطبيقات المتوازية لا تؤثر تأثيرا مباشرا على التعجيل في حالة وجود تطبيق متوازي مفرد في التجمع . بينما يوضح تأثيرها في حالة تواجد عدد من التطبيقات المتوازية التي تتنافس على الحصة المخصصة لها.
Category
Theses and Dissertations