Στη σύχρονη εποχή η ανάπτυξη των ετερογενών και κατανεμημένων περιβαλλόντων, όπως τα περιβάλλοντα πλέγματος, καθιστά εφικτή την επίλυση υπολογιστικά εντατικών προβλημάτων με αξιόπιστο και οικονομικό τρόπο. Το Πλέγμα υπολογιστών είναι μια αναπτυσσόμενη δομή που παρέχει πρόσβαση σε υπολογιστική ισχύ και αποθηκευτικό χώρο κατανεμημένα σε όλο τον κόσμο και εισήχθη για να ικανοποιήσει την ανάγκη για εφαρμογές που απαιτούν μεγάλο αριθμό υπολογισμών καθώς και την επικοινωνία των ατόμων που τις εκτελούν. Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσίαζεται με λεπτομέρεια η δομή και ο τρόπος λειτουργίας και εξυπηρέτησης χρηστών του Πλέγματος. Επικεντρώνουμε το ενδιαφέρον μας στη μελέτη εκτέλεσης αλγορίθμων στο Πλέγμα προσφέροντας στον αναγνώστη τη δυνατότητα εξοικείωσης με τις ιδιαιτερότητες συγγραφής αλγορίθμων και εφαρμογών που επιθυμούν να εκμεταλλευτούν τις δυνατότητες του Πλέγματος. Επίσης, καταγράφουμε τη μεθοδολογία και τον τρόπο υποβολής εργασιών στο Πλέγμα από τη σκοπιά του χρήστη. Από τους αλγορίθμους που καταγράφονται, ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στις παράλληλες εφαρμογές που εκμεταλλεύονται το μεγάλο πλεονέκτημα που μας προσφέρει το Πλέγμα εφοδιάζοντας μας με πολλαπλές επεξεργαστικές μονάδες. Συγκεκριμένα για να εξετάσουμε τόσο την αρχιτεκτονική όσο και τις δυνατότητες του Πλέγματος, αναπτύξαμε και συγγράψαμε ένα παράλληλο Γενετικό Αλγόριθμο για το πολυδίαστατο και απαιτητικό πρόβλημα του Χρονοπρογραμματισμού Εξετάσεων σε Πανεπιστήμια. / In our contemporary society, the development of distributed and heterogeneous computing environments, provide us with the capability of solving difficult scientific problems in a reliable and economic manner. The Grid environment is a form of distributed computing whereby a “super and virtual computer” is composed of a cluster of networked loosely coupled computers acting in concert to perform very large tasks. This technology has been applied to computationally intensive scientific, mathematical, and academic problems through volunteer computing, and it is used in commercial enterprises for such diverse applications as drug discovery, economic forecasting, seismic analysis, and back-office data processing in support of e-commerce and Web services. In the current paper, there is a significant reference to the architecture and the different elements of which Grid is composed .We focus our interest in the way we should write and develop our algorithms in order to retrieve the benefits of Grid computing. As far as the user aspect is concerned, we describe the methodology of job submission and job monitoring in Grid. From the algorithms we developed and tested, there is a significant emphasis concerning the parallel applications which take advantage of the fact that Grid offers us multiple computing resources and processors. In detail, we developed a parallel genetic algorithm for the examination timetabling problem in Universities which consists a difficult np problem which provides a significant example of the importance and the role of Grid in Computational Science.

Η ανάγκη για την επίλυση μεγάλων προβλημάτων και η εξέλιξη της τεχνολογίας του διαδικτύου, είχε ως αποτέλεσμα την διαρκή ανάγκη για την εύρεση όλο και περισσότερων πόρων. Η ανάγκη αυτή οδήγησε στην δημιουργία δομών συνεργαζόμενων υπολογιστικών συστημάτων, με απώτερο σκοπό την επίλυση προβλημάτων που απαιτούν μεγάλη υπολογιστική ισχύ ή την αποθήκευση μεγάλου όγκου δεδομένων. Η ύπαρξη τέτοιων δομών αλλά και κεντρικών μονάδων επεξεργασίας με περισσότερους από έναν επεξεργαστές, δημιούργησε πρωτόκολλα για την δημιουργία εφαρμογών που θα εκτελούνται και θα επιλύουν ένα πρόβλημα σε περισσότερους από έναν επεξεργαστές, ώστε να επιτευχθεί η μείωση του χρόνου εκτέλεσης. Ένα παράδειγμα τέτοιου πρωτοκόλλου είναι αυτό της ανταλλαγής μηνυμάτων (MPI). Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η τροποποίηση μιας υπάρχουσας εφαρμογή, που απαιτεί σημαντική υπολογιστική ισχύ, με σκοπό την εκμετάλλευση συστημάτων όπως αυτά που περιγράφηκαν προηγούμενα. Μέσα από αυτή την διαδικασία θα γίνει ανάλυση των πλεονεκτημάτων και των μειονεκτημάτων του παράλληλου προγραμματισμού. / The need to solve large problems and the development of internet technology, has resulted in the need to find more and more resources. This need led to the creation of structures collaborating systems, with a view to solving problems that require large computing power or storage of large amounts of data. The existence of such structures and central processing units with more than one processor, created protocols for the develop applications that will run and will solve a problem in more than one processor in order to achieve the reduction in execution time. An example of such a protocol is that of messaging (MPI). The purpose of this diploma thesis is to modify an existing application that requires significant computing power to exploit systems such as those described above. Through this process will analyze the advantages and disadvantages of parallel programming.

Στη σύγχρονη εποχή, η ανάπτυξη των ετερογενών και κατανεμημένων περιβαλλόντων, όπως τα περιβάλλοντα πλέγματος, καθιστά εφικτή την επίλυση υπολογιστικά εντατικών προβλημάτων με αξιόπιστο και οικονομικό τρόπο. Το Πλέγμα Υπολογιστών είναι μια αναπτυσσόμενη υποδομή που παρέχει πρόσβαση σε υπολογιστική ισχύ και αποθηκευτικό χώρο κατανεμημένα σε όλο τον κόσμο. Εισήχθη για να ικανοποιήσει την ανάγκη για εφαρμογές που απαιτούν μεγάλο αριθμό υπολογισμών καθώς και την επικοινωνία των ατόμων που τις εκτελούν. Ένα πρόβλημα που μπορεί να εκμεταλλευτεί τα πλεονεκτήματα του Πλέγματος είναι το πρόβλημα χρονοπρογραμματισμού πληρωμάτων. Το συγκεκριμένο πρόβλημα είναι πολύπλοκο και χρονοβόρο εξαιτίας των πολλών περιορισμών που συνδέονται με αυτό. Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται με λεπτομέρεια η δομή και ο τρόπος λειτουργίας και εξυπηρέτησης χρηστών του Πλέγματος. Επίσης, καταγράφουμε τη μεθοδολογία και τον τρόπο υποβολής εργασιών στο Πλέγμα από τη σκοπιά του χρήστη. Επικεντρώνουμε το ενδιαφέρον μας στην αποδοτική επίλυση του προβλήματος χρονοπρογραμματισμού ανθρωπίνων πόρων, συγκεκριμένα του νοσηλευτικού προσωπικού ενός νοσοκομείου, με χρήση παράλληλης επεξεργασίας σε περιβάλλον δικτύου υπολογιστών. / -