계산 그리드를 위한 퍼지로직 기반의 그리드 작업 스케줄링 모델

박량재(Park Yang Jae),장성호(Jang Sung Ho),조규철(Cho Kyu Cheol),이종식(Lee Jong Sik) 한국컴퓨터정보학회 2007 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.12 No.5

계산 그리드 컴퓨팅은 수많은 컴퓨팅 자원들을 이용하여, 슈퍼 컴퓨팅이나 이전의 분산 컴퓨팅으로 해결 할 수 없는 대용량의 연산 문제를 해결한다. 계산 그리드 컴퓨팅 환경에서의 자원은 이 기종으로 구성되어. 효율적인 작업처리를 위해서는 스케줄링 기법이 필요하다. 본 논문에서는 계산 그리드에서 효율적인 작업 스케줄링을 위하여, 퍼지로직 기반의 그리드 작업 스케줄링 모델을 제안한다. 퍼지로직 기반의 그리드 작업 스케줄링 모델은 퍼지로직을 이용하여 자원의 효율성을 평가하며, 평가된 기반으로 그룹을 구성하여 작업을 할당하는 모델이다. 우리는 DEVS 모델링 & 시뮬레이션 환경에서 시뮬레이션 모델을 구성하고 Random 스케줄링과 MCT 스케줄링 모델과의 비교 실험을 통하여 제안된 퍼지로직 기반의 그리드 작업 스케줄링 모델이 작업완료시간, 작업손실, 통신량을 개선함으로써 더욱 더 안정적이고 빠른 작업 처리 서비스를 그리드 사용자에게 제공할 수 있다는사실을 증명하였다. This paper deals with grid job allocation and grid resource scheduling to provide a stable and quicker job processing service to grid users. In this paper, we proposed a fuzzy logic-based grid job scheduling model for an effective job scheduling in computational grid environment. The fuzzy logic-based grid job scheduling model measures resource efficiency of all grid resources by a fuzzy logic system based on diverse input parameters like CPU speed and network latency and divides resources into several groups by resource efficiency. And, the model allocates jobs to resources of a group with the highest resource efficiency. For performance evaluation, we implemented the fuzzy logic-based grid job scheduling model on the DEVS modeling and simulation environment and measured reduction rates of turnaround time, job loss, and communication messages in comparison with existing job scheduling models such as the random scheduling model and the MCT(Minimum Completion time) model. Experiment results that the proposed model is useful to improve the QoS of the grid job processing service.

배치 작업 로그 분석을 통한 스케줄링 최적화 연구

윤준원,송의성 한국디지털콘텐츠학회 2017 한국디지털콘텐츠학회논문지 Vol.18 No.7

The batch job scheduler recognizes the computational resources configured in the cluster environment and plays a role of efficiently arranging the jobs in order. In order to efficiently use the limited available resources in the cluster, it is important to analyze and characterize the characteristics of user tasks. To do this, it is important to identify various scheduling algorithms and apply them to the system environment. Most scheduler software reflects the user's work environment, from job submission to termination, as well as the state of the inventory and system status of the entire managed object. It also stores various information related to task execution, such as job scripts, environment variables, libraries, wait for tasks, start and end times. In this paper, we analyze the execution log of the scheduler such as user 's success rate, execution time, and resource size through information related to job execution through batch scheduler. Based on this, it can be used as a basis to optimize the system by increasing the utilization rate of resources. 배치 작업 스케줄러는 클러스터 환경에서 구성된 계산 자원을 인지하고 순서에 맞게 효율적으로 작업을 배치하는 역할을 수행한다. 클러스터내의 한정된 가용자원을 효율적으로 사용하기 위해서는 사용자 작업의 특성을 분석하여 반영하여야 하는데 이를 위해서는 다양한 스케줄링 알고리즘을 파악하고 해당 시스템 환경에 맞게 적용하는 것이 중요하다. 대부분의 스케줄러 소프트웨어는 전체 관리 대상의 자원 명세와 시스템의 상태뿐만 아니라 작업 제출부터 종료까지 다양한 사용자의 작업 수행 환경을 반영하게 된다. 또한 작업 수행과 관련한 다양한 정보 가령, 작업 스크립트, 환경변수, 라이브러리, 작업의 대기, 시작, 종료 시간 등을 저장하게 된다. 본 연구에서는 배치 스케줄러를 통한 작업 수행과 관련된 정보를 통해 사용자의 작업 성공률, 수행시간, 자원 규모 등의 스케줄러의 수행 로그를 분석하여 문제점을 파악하였다. 향후 이 연구를 바탕으로 자원의 활용률을 높임으로써 시스템을 최적화할 수 있다.

대규모 계산처리를 위한 멀티레벨 스케줄링 기법 분석

김직수(Jik-Soo Kim),김석규(Seok-Kyoo Kim),김상완(Sangwan Kim),노승우(Seungwoo Rho),김서영(Seoyoung Kim),황순욱(Soonwook Hwang) 한국정보과학회 2014 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.20 No.7

본 논문에서는 대규모의 배치(Batch) 작업들을 효율적으로 수행할 수 있는 파일럿 작업(Pilot-Job) 기반의 멀티레벨 스케줄링(Multi-level Scheduling) 기법(로컬 배치스케줄러를 통한 에이전트 실행으로써 자원을 확보하고, 작업들은 별도의 큐를 통해 배포 및 실행함)에 대해서 소개하고 이의 장단점을 분석한다. 파일럿 작업에 기반한 효율적인 자원 관리 및 작업 스케줄링을 통해 멀티레벨 스케줄링 기법은 작업성공률의 향상, 자원 활용의 극대화, 동적 자원 할당?재분배 기능, 다양한 워크로드의 지원 등 많은 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 KISTI에서 연구/개발한 국가슈퍼컴퓨팅 인프라 기반의 HTCaaS 시스템을 통해 이러한 기법의 효과를 실험적으로 확인할 수 있었다. In this paper, we introduce the concept of pilot-job based multi-level scheduling mechanism(where existing batch schedulers are utilized for submitting pilot-jobs and each pilot-job bypasses the batch scheduler and directly contacts the job queue) which can efficiently execute ensemble of batch jobs and present detailed analysis of the mechanism. By employing multi-level scheduling mechanism, we can effectively improve the task sustainability and the resource utilization, employ dynamic resource allocation, and support various scientific workloads. We experimentally prove the effectiveness of the multi-level scheduling mechanism based on our HTCaaS system which can leverage distributed national supercomputing infrastructures in Korea.

이동통신에서 무선채널할당과 CPU 작업 스케줄링 관계 연구

허보진(Bo Jin Heo),손동철(Dong Cheul Son),김창석(Chang Suk Kim),이상용(Sang-Yong Lee) 한국지능시스템학회 2006 한국지능시스템학회논문지 Vol.16 No.5

일반 컴퓨터에서 프로세스나 태스크 별로 CPU를 할당 하는 기법은 다양하다. 또한 한정된 자원을 효율적으로 사용해야하는 이동통신망에서 멀티미디어 서비스 요구에 따른 무선 트래픽 채널을 할당하는 기법은 무선이라는 특수 환경으로 인해 제약을 받을 수밖에 없다. 이동망의 기지국의 경우 여러 무선 가입자 보드로부터 요구되는 서비스별 트래픽요구에 대한 채널 할당과 이에 대한 메인보드에서 처리해야 하는 작업 스케줄링은 무선과 CPU라는 서로 다른 환경을 잘 매핑하는 과제 를 안고 있다. 본 논문에서는 음성과 데이터 호를 동시에 서비스하는 셀룰라 시스템에서 멀티미디어 서비스 트래픽 특성을 고려한 주파수할당과 작업 스케줄링이라는 두 가지 요소를 접목하는 방법과 이에 적합한 작업 스케줄링 방식을 제안한다. It is important matter that inflect well allocated frequency resource in cellular network and is still more serious element in environment that provide multimedia services. This paper describes model and algorithm that increase two elements that is frequency allocation and job scheduling that consider multimedia service traffic special quality by emphasis that do mapping present in CDMA cellular system. We proposed the model cpomposed three parts (channel allocation algorithm, mapping algorithm and scheduling algorithm) and simulation results.

이동통신에서 멀티미디어 트래픽 속성에 따른 채널 할당 방식과 작업 스케줄링 기법

허보진(Bo Jin Heo),손동철(Dong Cheul Son),김창석(Chyang Suk Kim),이상용(Sang-Yong Lee) 한국지능시스템학회 2006 한국지능시스템학회논문지 Vol.16 No.4

이동통신망에서 주파수라는 한정된 자원을 최적으로 활용하는 것은 중요한 일이며 멀티미디어 서비스를 제공하는 환경에서는 더욱 더 절실한 요소이다. 또한 이런 서비스 요구에 따리 기지국이나 단말기에서 작업 스케줄링을 어떻게 하느냐 하는 것도 전체 시스템의 성능을 평가하는 중요한 요소이다. 이동망에서 서비스 별 채널할당은 핸드오프가 일어나는 시점에 빈번히 일어나며 전체 시스템에 큰 영향을 주게 된다. 본 논문에서는 음성과 데이터 호를 동시에 서비스하는 CDMA 셀룰라 시스템에서 핸드오프를 중점으로 멀티미디어 서비스 트래픽 특성을 고려한 주파수할당과 작업 스케줄링이라는 두 가지 요소를 접목하는 방법론을 모델화하고 알고리즘을 제시한다. It is important matter that inflect well allocated frequency resource in cellular network and is still more serious element in environment that provide multimedia services. Also, that do that make job scheduling how base station system or terminal according to this service request is important constituent that evaluate performance of whole system. channel allocation according to service kind causes big effect to whole system when hand off gets up in cellular network. This paper describes model and algorithm that increase two elements that is frequency allocation and job scheduling that consider multimedia service traffic special quality by emphasis that do mapping present in CDMA cellular system.

클라우드 프로비저닝 서비스를 위한 퍼지 로직 기반의 자원 평가 방법

김재권,이종식,Kim, Jae-Kwon,Lee, Jong-Sik 한국시뮬레이션학회 2013 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.22 No.1

클라우드 환경은 여러 개의 컴퓨팅 자원들을 이용하는 분산 컴퓨팅 환경의 일종으로 가상머신을 이용 하여 작업을 처리한다. 클라우드 환경은 작업 요청에 따르는 부하분산과 빠른 작업 처리를 위한 프로비저닝 기술을 이용하여 가상머신의 상태에 따라 작업을 할당 한다. 하지만, 클라우드 환경의 작업 스케줄링을 위해서는 가상머신의 성능에 따르는 애매모호한 상태에 대한 가용성의 정의가 필요하다. 본 논문에서는 클라우드 환경의 프로비저닝 스케줄링을 위해 퍼지 로직 기반의 자원평가를 이용한 가상머신 프로비저닝 스케줄링(FVPRE: Fuzzy logic driven Virtual machine Provisioning scheduling using Resource Evaluation)을 제안한다. FVPRE는 각 가상머신의 정의하기 어려운 성능의 상태를 분석하여 자원 가용성에 대한 값을 구체화하여 정확한 자원의 가용성 평가를 통해 효율적인 프로비저닝 스케줄링이 가능하다. FVPRE는 클라우드 환경의 작업 처리에 대해 높은 처리율과 활용율을 보인다. Cloud computing is one of the distributed computing environments and utilizes several computing resources. Cloud environment uses a virtual machine to process a requested job. To balance a workload and process a job rapidly, cloud environment uses a provisioning technique and assigns a task with a status of virtual machine. However, a scheduling method for cloud computing requires a definition of virtual machine availabilities, which have an obscure meaning. In this paper, we propose Fuzzy logic driven Virtual machine Provisioning scheduling using Resource Evaluation(FVPRE). FVPRE analyzes a state of every virtual machine and actualizes a value of resource availability. Thus FVPRE provides an efficient provisioning scheduling with a precise evaluation of resource availability. FVPRE shows a high throughput and utilization for job processing on cloud environments.

모바일 그리드에서의 작업 할당 스케줄링 알고리즘에 관한 연구

김태경,서희석,Kim, Tae-Kyung,Seo, Hee-Seok 한국시뮬레이션학회 2006 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.15 No.3

모바일 그리드 네트워크의 단점인 연결의 불안정성과 이기종의 비전용 이동장비의 사용을 고려한 환경에서, 모바일 그리드 시스템의 효율적인 성능을 제공하기 위해서 본 논문에서는 작업할당 스케줄링 알고리즘을 제시하였다. 제시한 스케줄링 알고리즘은 두 개의 중요기능이 있으며, 이는 작업처리 시간을 예측하는 것과 작업을 수행시키기 위해 필요한 최적의 이동단말기의 개수를 정하는 것이다. 이러한 성능을 제공하기 위해서 제시한 알고리즘에서는 무선 네트워크 환경에서 이기종의 비전용장비의 영향을 고려한 네트워크의 지연시간을 계산하는 수학적인 수식을 제시하였다. 또한 구현된 모바일 그리드 환경에서 분산 어플리케이션을 수행하여 제시한 스케줄링 알고리즘에 대해 성능평가를 수행하였다. To achieve the efficient performance within a mobile grid considering the intermittent network connectivity and non-dedicated heterogeneous mobile devices, this paper suggests the scheduling algorithm of job allocation as a viable solution. The suggested scheduling algorithm has two core functions, the prediction of response time for task processing and the identification of the optimal number of mobile devices to process the mobile grid applications. This scheduling algorithm suggests the numerical formulas to calculate the network latency considering the effects of heterogeneous non-dedicated mobile system in wireless network environments. Also we evaluate the performance of mobile grid system using the processing the distributed applications in implemented mobile grid environments.

클라우드 컴퓨팅에서 Analytic hierarchy process를 활용한 작업 스케줄링 기법

김정원(Jeong-Won Kim) 한국컴퓨터정보학회 2013 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.18 No.8

클라우드 컴퓨팅을 구성하는 자원은 이질적인 자원으로 구성되므로 다양한 요구사항의 작업을 이질적인 자원에 할당하는 것은 중요한 문제이다. 이는 다수의 판단 기준하에 다수의 선택 문제로 정의할 수 있는데 본 연구에서는 AHP (Analytic hierarchy process) 기법을 통해 이 문제를 해결하고자 한다. 본 연구에서는 작업의 특성을 고려한 우선순위기반 스케줄링 기법을 제안하는데 1단계에서는 작업의 중요도에 의해 우선순위를 부여하고 2단계에서는 응답시간, 시스템 이용율, 그리고 비용을 판단기준으로 하여 AHP알고리즘에 의해 최적의 자원에 작업을 할당한다. 제안하는 알고리즘의 분석과 실험을 통해 제안 기법의 효율성을 제시하고자 한다. As the resources of cloud computing are essentially heterogeneous and jobs have various characteristics, resource allocation to jobs is one of important problems. We define this issue as a multi-criteria decision-making problem. This paper proposes a priority-based job scheduling algorithm based on analytic hierarchy process (AHP). On the first step, jobs are classified based on their preferences. On the second step, response time, system utilization, and load becomes decision criteria based on the AHP algorithm. Jobs are allocated to adequate resources through their priorities that are calculated by the AHP algorithm. Through analysis and experiment of the proposed algorithm, we are to confirm that the scheme can schedule jobs as well as utilize its resource efficiently.

주기적 실시간 작업들의 전력 소모 감소를 위한 병렬 수행을 활용한 다중코어 DVFS 스케줄링 기법

박수희(Suehee Pak) 한국컴퓨터정보학회 2014 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.19 No.12

본 논문에서는 다중코어 프로세서 상에서 주기적 실시간 작업들의 데드라인을 만족하면서 전력 소모량을 최소화하도록 DVFS 기법과 전원 소등 기법을 모두 사용하는 스케줄링 방법을 제안하였다. 제안된 스케줄링 방법은 프로세싱 코어들이 단일 시점에 같은 속도로 동작하는 연관형 프로세서 모델에 적합하도록 설계되었고, 기존 연구에서 해결하지 못한 프로세싱 코어들의 부하불균등 현상을 병렬 수행을 작업들에 적용하여 해소함으로써 전력 소모량을 줄였다. 또한 작업들의 전체 계산량을 고려하여 일부 프로세싱 코어들만을 활성화하여 사용하고 나머지 코어들의 전원은 소등하여 전력 소모량을 줄였다. 전체 프로세싱 코어들 중에서 활성화될 프로세싱 코어들의 개수는 수학적 분석을 통하여 결정되었다. 성능 평가 실험에서 제안된 방법은 기존 방법보다 전력 소모량을 최대 77%까지 감소시킴을 보였다. This paper proposes a scheduling scheme that enhances power consumption efficiency of periodic real-time tasks using DVFS and power-shut-down mechanisms while meeting their deadlines on multicore processors. The proposed scheme is suitable for dependent multicore processors in which processing cores have an identical speed at an instant, and resolves the load unbalance of processing cores by exploiting parallel processing because the load unbalance causes inefficient power consumption in previous methods. Also the scheme activates a part of processing cores and turns off the power of unused cores. The number of activated processing cores is determined through mathematical analysis. Evaluation experiments show that the proposed scheme saves up to 77% power consumption of the previous method.

정수계획법을 통한 다중작업 수행 단일기계에서의 작업순서 결정

박선영,신문수 사단법인 인문사회과학기술융합학회 2019 예술인문사회융합멀티미디어논문지 Vol.9 No.3

With the advent of the Fourth Industrial Revolution, multi-variety production in the up-to-date manufacturing environment is proceeding more rapidly whereby production planning and management have been getting more complicated. Moreover, the need to improve production efficiency through effective operation sequencing is further heightened. Fundamentally, the effective operation sequencing can reduce the set-up of the equipment, efficiently utilize the equipment, shorten the set-up time, and ultimately contribute to productivity improvement. This study deals with the problem of efficient operation sequencing in a situation where a single machine performs multiple operations. The complexity of the problem is very high when compared to the case where only one operation is performed on one machine, which is covered in most existing studies. In this paper, we propose an integer programming model to minimize the number of setups. This study aims at minimizing the number of mold replacement times in the process of processing a given production order for the wiring harness manufacturing process, which is one of the components of automobile electric field. In addition, brief case studies are presented to verify the validity of the proposed mathematical model. 4차 산업혁명의 도래와 함께 제조 환경의 다품종화가 더욱 급격히 진행되고 있다. 다품종화된 생산 환경은 전반적인 생산계획 및 관리를 더욱 어렵게 하고 있으며, 효과적인 작업순서 결정을 통한생산 효율 제고의 필요성을 더욱 높이고 있다. 기본적으로 효과적인 작업순서는 설비의 셋업을 감소시키고 설비의 효율적 활용과 함께 셋업 시간 단축을 도모하여 궁극적으로는 생산성 향상에 기여할수 있다. 본 연구는 단일 기계가 다중 작업을 수행하는 상황에서의 효율적인 작업순서 결정 문제를다룬다. 이는 대부분의 기존 연구에서 다루고 있는 한 대의 기계에서 하나의 작업만을 수행하는 경우와 비교할 때 문제의 복잡성이 매우 높다. 본 연구에서는 특히 셋업 횟수를 최소화하기 위한 정수계획 모형을 제안한다. 이는 자동차 전장 구성품의 하나인 와이어링 하네스 제조 공정을 대상으로 주어진 생산주문을 처리하는 과정에 금형 교체횟수를 최소화하는 문제를 대상으로 한다. 또한 제안된 수리 모형의 유효성을 검증하기 위해 간단한 사례연구 결과를 함께 제시한다.