پایان نامه ارائه یک الگوریتم خوشه بندی برای توزیع مناسب کار و ارزیابی کارایی آن

فهرست پایان نامه ارائه یک الگوریتم خوشه بندی برای توزیع مناسب کار و ارزیابی کارایی آن

فهرست:

مقدمه .......................................................................................................................................................................  1

1-فصل اول - مفاهیم اولیه ..............................................................................................   2

   1-1. سیستم های توزیع شده ..................................................................................................................................  3

      1-1-1. مزایا و معایب سیستم های توزیع شده.....................................................................................................   3

   1-2. انگیزش  .....................................................................................................................................................    6

   1-3. مراحل کلی تبدیل برنامه ترتیبی به برنامه توزیع شده ....................................................................................    8

   1-4. ساختار پایان نامه.........................................................................................................................................     9

   1-5. جمع بندی ................................................................................................................................................    10

2-

   2-1.ابزارهای تبادل پیام در مقایسه با حافظه اشتراکی توزیع شده.........................................................................    13

2-1-1. تبادل پیام .........................................................................................................................................    13

        2-1-2. خصوصیات مطلوب یک سیستم تبادل پیام........................................................................................   14

 2-1-3. طبقه بندی ابزارهای تبادل پیام........................................................................................................     14

    2-2. توزیعگر های اتوماتیک .....................................................................................................................        17

 2-2-1. ابزار های نیمه اتوماتیک ..............................................................................................................     17 

 2-2-2. ابزار های تمام اتوماتیک .............................................................................................................     18

        2-2-3. توزیع بایت­ کد جاوا بر مبنای تحلیل­ وابستگی به صورت اتوماتیک ..............................................     21

  2-4. مطابقت اندازه گره در محیط برنامه نویسی شی­گرا به صورت پویا توسط روش اسکوپ .........................     24

  2-5.افرازبندی در سیستم توزیع شده شی گرا به صورت پویا .........................................................................     25

      2-5-1. معیارهای دسته بندی اشیاء ...........................................................................................................     26

      2-5-2. الگوریتم خوشه بندی مشتق شده از الگوریتم حریصانه lo,s  .......................................................     27

       2-5-3. دسته بندی اشیاء موجود در خوشه ها .........................................................................................     29

    2-6. نتیجه گیری ........................................................................................................................................  30

3- فصل سوم - استخراج گراف فراخوانی .......................................................................................................  31

2-ساخت گراف فراخوانی

   3-1. ساخت گراف جریان فراخوانی ............................................................................................................  32

3-2-1.                 الگوریتم های  تعین مقصد فراخوانی ..................................................................................  34

3-2-2.                 روش آنالیز نوع ایستاتیک .................................................................................................  34

روش آنالیز سلسله مراتب کلاس ...........................................................................................................     35

3-2-3.                 روش آنالیز نوع سریع ........................................................................................................37

3-2-4.                 روش آنالیز نوع سریع حساس به جریان برنامه ....................................................................37

3-2.           استخراج گراف فراخوانی جهت ساخت گراف کلاسها ...................................................................41

3-3.           مقایسه روش های ساخت گراف فراخوانی .........................................................................................  43

3-4.           وزن گذاری گراف فراخوانی ............................................................................................................  45

3-5.

3-6.

3-7-1.

3-7-2.

3-7-3.           تخمین ایستای زمان اجرای برنامه ها .......................................................................................  56

3-7-4.

3-7-5.

3-7-6.

3-7.           زبان های برنامه سازی و تخمین زمان اجرا ........................................................................................  58

3-8.           رعایت میزان دقت تخمین در زمان اجرا ............................................................................................ 58

3-9.           معیارهای موجود در تخمین طولانی ترین زمان اجرا .......................................................................... 59

3-10-1.            تحلیل جریان داده ............................................................................................................. 59

3-10-2.            تحلیل کاهش بازگشتی .................................................................................................... 61

3-10-3.            حجم زیاد اطلاعات ......................................................................................................... 62

3-10-4.            استفاده از کد Object برنامه ............................................................................................ 63

3-10.       بایت کد جاوا و محاسبه زمان اجرای دستورالعملها ........................................................................... 63

3-11.       محاسبه زمان اجرای حلقه ها ............................................................................................................ 64

3-12-1.

3-12.       انتشار دامنه مقادیر ............................................................................................................................ 67

3-13.       دستورات شرطی و نحوه شناسایی آنها .............................................................................................. 68

3-14.       محاسبه زمان اجرای کل برنامه با استفاده از روش پیشنهادی   ............................................................ 70

3-15-1.

3-15-2.

3-15-3.

3-15-4.             محاسبه زمان اجرای توابع موجود در یک دور از گراف...................................................  71

3-15.

3-16.

3-17.

4-

4-1.           مقدمه ............................................................................................................................................ 82

4-2.

4-3.

4-4.

4-4-1.     Single Linkage.................................................................................................... 88

4-4-2.             Complete Linkage .................................................................................................. 89

4-4-3.             Group Average Linkage ...................................................................................... 89

Simple Average Linkage ..................................................................................... 90

Weighted Average Linkage ............................................................................... 91

سه روش مفید دیگر (Median, Centroid, Wards ) .............................................. 91

تکنیک های یافتن تعداد خوشه های بهینه ..................................................................................... 94

جدول تلفیق (جدول ادغام) ........................................................................................... 94

تراز تلفیق ...................................................................................................................... 96

نمودار dendrogram ................................................................................................ 96

تعیین تعداد خوشه های بهینه .......................................................................................... 98

تکنیک های پیدا کردن نقطه پیچش در نمودار جدول تلفیق......................................................... 100

روش پیشنهادی در این پایان نامه جهت خوشه بندی .................................................................. 103

4-7-1.

4-8.

5-               فصل پنجم - پیاده سازی و ارزیابی ....................................................................................... 108

5-1.

5-2.

6-               فصل ششم - نتیجه‌گیری ....................................................................................................... 120

6-1.           نتیجه گیری ............................................................................................................................ 121

6-2.           کارهای آتی .......... ............................................................................................................... 121

منابع و مراجع ........................................................................................................................................ 123

 

منبع:

M. M. Fuad, M. J. Oudshoorn, “AdJava: Automatic Distribution of Java Applications”, the 25th Australasian Computer Science Conference, 2002.

I. Attali, D. Caromel, R. Guider, “A Step toward automatic distribution of java programs”, ACM-ISCOPE conference on Java Grande, 2002.

A. Spiegel, “Automatic Distribution of Object-Oriented Programs ”, PhD Thesis, FU Berlin, FB Mathematik und Informatik, December 2002.

S.Parsa, V.Khalilpoor, “Automatic Distribution of Sequential Code Using JavaSymphony Middleware”, 32nd International Conference On current Trends in Theory and Practice of Computer Science 2006.

S. Vijay, and H. Laurie, “Practical virtual methods call for java” Proc. of the Conf. on Object-  Oriented programming, systems, languages, and applications ,2000.

H. Zima, “Super compilers for Parallel and Vector Computers” ACM Press, 1990.

D. Raysidey, S. Reussz, E. Hedgesy, and K. Kontogiannis, “The Effect of Call Graph Construction Algorithms for Object-Oriented Programs on Automatic Clustering” IEEE Computer Society   Washington, DC, USA, ISBN: 0-7695-0656-9: 2000.

D. Grove, G. DeFouw, J. Dean , and C. Chambers “Call Graph Construction in Object-Oriented Languages” Proc of the 12th ACM SIGPLAN conference on Object-oriented programming , Atlanta, Georgia, United States    October 05 - 09, 1997.

P. Puschner, A. Burns: Guest Editorial, “A Review of Worst-Case Execution-Time Analysis”, Journal of Real-Time Systems, 18(2/3):115–128, May 2000.

“The Java Virtual Machine Specification”, Sun Microsystems, Inc. 1995.

C. A. Healy, M. Sjodin, D. B. Whalley, “Ounding Loop Iterations for Timing Analysis”, In Proc. IEEE Real-Time Technology and Aplications Symposium, pages 12–21, Jun. 1998.

J. Gustafsson, “Analysing Execution-Time of Object-Oriented Programs using Abstract Interpretation”, PhD thesis, Uppsala University, Uppsala, Sweden, May 2000.

R. Kirner, “Extending Optimising Compilation to Support Worst-Case Execution Time Analysis”, PhD Thesis, Institut für Technische Informatik, Technischen Universität Wien, May 2003.

L. Patcas, “Basic Timing and Control-Flow Analysis of Programs Written in Assembly Languages”, Diploma Thesis, Department of Computer and Software Engineering Politehnica University of Timisoara, June 2004.

R. Kirner, P. Puschner, “A Simple and Effective Fully Automatic Worst-Case Execution Time Analysis for Model-Based Application Development”, In Proc. Workshop on Intelligent Solutions in Embedded Systems, 2003.

A. Mok, “Evaluating tight execution time bounds of programs by annotations”, In Proc. 6th Workshop on Real-Time Operating Systems and Software, pages 74-80. IEEE, May 1989.

C. A. Healy, M. Sjodin, D. B. Whalley, “Ounding Loop Iterations for Timing Analysis”, In Proc. IEEE Real-Time Technology and Aplications Symposium, pages 12–21, Jun. 1998.

C, A. Healy, “Automatic Utilization of Constraints for Timing Analysis”, PhD thesis, Florida State University, July 1999.

J. Gustafsson, “Analysing Execution-Time of Object-Oriented Programs using Abstract Interpretation”, PhD thesis, Uppsala University, Uppsala, Sweden, May 2000.

A. Ermedahl, F. Stappert, J. Engblom, “Clustered Worst-Case Execution-Time Calculation”, IEEE Transactions on Computers, Vol. 54, No. 9, September 2005.

C. Sandberg , A. Ermedahl , J. Gustafsson , B. Lisper, “Faster WCET flow analysis by program slicing”, ACM SIGPLAN Notices, v.41 n.7, July 2006.

P. Altenbernd, “On the false problem in hard real-time programs”, In Proc. 8th Euromicro Workshop on Real Time Systems, pages 102–107, L’Aquila,1996.

P. Puschner, “Zeitanalyze von Echtzeitprogrammen”, PhD thesis, Technische Universitat, Institut fur Technische Informatik, Vienna, Austria, 1994.

Y. S. Li, S. Malik, “Performance Analysis of embedded Software Using Implicit Path Enumeration”, In Proc. 32nd ACM/IEEE Design Automation Conference, pages 456–461, Jun. 1995.

M. Schoeberl, “A time predictable Java processor”, In Proceedings of the Design, Automation and Test in Europe Conference, pages 800–805, Munich, Germany, March 2006.

R. Cytron, J. Ferrante, B. K. Rosen, M. N. Wegman, F. K. Zadeck, “Efficiently Computing Static Single Assignment Form and the Control Dependence Graph ”, ACM Transactions on Programming Languages and Systems, 13(4):451–490, October 1991.

C. S. Ananian, “Harpoon Project Compiler Intermediate Representation”, October 12, 1998, www.flex-compiler.lcs.mit.edu/Harpoon/quads/quads.htm.

M. Corti, “Approximating the Worst-Case Execution of Soft Real-Time Applications”, PhD Thesis, Swiss Federal Institute of Technology (ETH) Zurich, March 2005.

J. Gustafsson, B. Lisper, C. Sandberg, N. Bermudo, “A tool for automatic flow analysis of C-programs for WCET calculation”, In Bob Werner, editor, Proc. 8th IEEE International Workshop on Object-oriented Real-time Dependable Systems , Guadalajara, Mexico, 2003.

C. A. Healy. D. B. Whalley, “Tighter timing predictions by automatic detection and exploitation of value-dependent constraints”, In Proc. Real-Time Technology and Applications Symposium, pages 79–88. IEEE, Jun. 1999.

W. H. Harrison, “Compiler analysis of the value ranges for variables”, IEEE Transactions on Software Engineering, SE-3(3):243-250, 1977.

M. Obitko, “Introduction to genetic algorithms, University of Applied Sciences, Czech technical university of parague, 1998.

V. R. Vemuri, “Genetic algorithms”, Computer Society meeting, Department of Applied Science University of California, Davis Livermore, CA, Ottawa, 1997.

K. A. Dejong and W. M. Spears. “Using genetic algorithms to solve NP-complete problems”, Proc. of the Third Int. Conf. on Genetic Algorithms, 1989.

J. L. Sobral and A. J. Proença, “Dynamic Grain-Size Adaptation on Object Oriented Parallel Programming The SCOOPP Approach” Universidade do Minho, 4710 Braga, PORTUGAL, 1999.

Y. Gourhant, S. Louboutin and V. Cahill, “Dynamic Clustering in an Object-Oriented Distributed System” Trinity College , bublin 2 , Ireland , October 9, 1999.

R. E. Diaconescu, L. Wang and M. Franz, “Automatic Distribution of Java Byte Code Based on Dependence Analysis” University of California, Irvine, 1999.