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Evaluation verschiedener Scheduling-Verfahren

Der Lehrstuhl für Betriebssysteme (Univ.-Prof. Dr. habil. Th. Bemmerl) vergibt folgende Studienarbeit aus dem Bereich der Parallelverarbeitung / Metacomputing:

Evaluation verschiedener Scheduling-Verfahren innerhalb einer dienstintegrierten Sitzungsschicht für Metacomputing

Hintergrund

Ein wichtiges Problem bei parallelen Anwendungen ist die Frage des Datenaustausches zwischen den Prozessen aus denen die Anwendung besteht.
Bei homogenen Parallelrechnern oder Cluster-Systemen wird dieser Nachrichtenaustausch zumeist über ein dediziertes Netzwerk mit einem speziellen Netzwerkprotokoll abgewickelt.
Bei heterogenen oder hierarchisch gekoppelten Systemen (wie sie beispielsweise bei Metacomputern vorkommen) können hingegen innerhalb einer verteilten Umgebung durchaus auch mehrere Netzwerktypen vorhanden sein, und auch die gleichzeitige Verwendung von unterschiedlichen Transportprotokollen ist in solchen Umgebungen durchaus denkbar.

Am Lehrstuhl für Betriebssysteme wurde eine Sitzungsschicht in Form eine Kommunikationsbibliothek entwickelt, die speziell auf den optimierten Verbindungsaufbau zwischen den beteiligten Prozessen in solchen heterogenen Umgebungen zugeschnitten ist.
Neben der gleichzeitigen Unterstützung verschiedener Transportprotokolle bietet diese Schicht aber auch sog. integrierte Dienste, die zur Überwachung und Qualitätssicherung der eingerichteten Verbindungen innerhalb einer Sitzung bestimmt sind. Dazu müssen diese Dienste (ähnlich zu Daemon-Prozessen innerhalb eines Betriebssystems) periodisch abgearbeitet werden.
Da sich die Instanzen dieser Dienste jedoch innerhalb des jeweiligen parallelen Prozesses befinden, bedarf es hier eines zusätzlichen Prozess-internen Schedulers, der die Zuteilung zwischen dem eigentlichen Nachrichtentransport und jenen Instanzen zur Qualitätssicherung möglichst optimal regelt.

Aufgabenstellung

Entwurf eines Konzeptes zur Integration einer entsprechenden Scheduling-Instanz innerhalb der Sitzungsschicht
Umsetzung des Konzeptes auf Basis verschiedener bekannter Scheduling-Strategeien
Leistungsevaluation der verschiedenen Umsetzungen und Optimierung der Ergebnisse

Ziele der Studienarbeit

Ausgangspunkt der Arbeit ist die schon vorhandene Sitzungsschicht, die in Form einer in C/C++ geschriebenen Kommunikationsbibliothek vorliegt.
Zurzeit wird in dieser Bibliothek ein rudimentäres Round-Robin-Scheduling angewendet, bei der einfach sowohl jede Dienstinstanz als auch der Transport von Nutzdaten reihum gleichberechtigt bedient wird.
Dass dieses Verfahren aufgrund fehlender Prioritäten nicht optimal ist, liegt auf der Hand.

In dieser Arbeit sollen daher nun andere Scheduling-Verfahren testweise implementiert werden und deren Antwortzeiten und Durchsatz in unterschiedlichen Szenarien miteinander verglichen und bewertet werden.

Das bieten wir

ein sehr angenehmes Arbeitsumfeld
eine gut ausgestattete Rechner-Infrastruktur
eine persönliche und engagierte Betreuung

Dein Profil

abgeschlossenes Vordiplom der Elektro- und Informationstechnik oder der Technischen Informatik
ein paar grundlegende Programmiererfahrungen in C/C++ (zum Beispiel erworben im Praktikum Informatik 2)
Fähigkeit zum selbständigen und kreativen Arbeiten

Status

Dieses Thema ist leider bereits vergeben.
Bei Interesse ist jedoch die Vergabe einer themenverwandten Studienarbeit möglich!

Betreuer

Dr.-Ing. Carsten Clauß
Lehrstuhl für Betriebssysteme (LfBS), RWTH Aachen
Kopernikusstraße 16, D-52056 Aachen
Tel.: +49 241 80 27609, Fax: +49 241 80 22 339
E-Mail: carsten@lfbs.rwth-aachen.de

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