Esta dissertação tem por objetivo apresentar a proposta de uma política de escalonamento para grids computacionais. Essa política, intitulada Dynamic Max-Min2x, é orientada ao escalonamento de aplicações cujas tarefas não realizam comunicação entre si e visa a redução do tempo de resposta dessas aplicações através da utilização de atribuição dinâmica de tarefas e replicação das mesmas. Experimentos, feitos através de simulação, mostram que o tempo médio de resposta de aplicações utilizando-se a Dynamic Max-Min2x é inferior ao de outras políticas da literatura. Análises dos resultados desses experimentos apontam que esse tempo tende a ser mais atrativo principalmente quando as tarefas necessitam de muito processamento e quando há grande variação de carga no sistema, caracteristicas comuns em grids computacionais. Além disso, esta dissertação apresenta a implementação de um framework utilizando-se o Globus Toolkit, onde é possível a inserção de políticas de escalonamento para a submissão inteligente de tarefas em um grid computacional. / This Master thesis proposes a new grid scheduling policy called Dynamic Max-Min2x. This policy focuses on applications in which tasks do not communicate among themsenves and targets a response time reduction of these applications through the use of dynamic task distribution and replication techniques. Experiments, done using simulations, have shown that the response time related to Dynamic Max-Min2x is smaller than others policies found in literature. Analysis of the results have demonstrated that this time tends to become more attractive when tasks do not need much processing power and when there is a great load variation in the system, characteristics frequently found in grids. Furthermore, this thesis presents the implementation of a framework using Globus Toolkit, which makes possible the new scheduling policies insertion to provide an intelligent submission tasks in a computational grid system.

Diversas políticas de escalonamento para aplicações paralelas voltadas a ambientes computacionais distribuídos têm sido propostas. Embora tais políticas apresentem bons resultados, elas são, geralmente, avaliadas em cenários específicos. Quando o cenário muda, com diferentes ambientes distribuídos e condições de carga, essas políticas podem ter seu desempenho deteriorado. Nesse contexto, este trabalho apresenta um estudo comparativo envolvendo dez políticas de escalonamento avaliadas em diferentes cenários. Cada uma das políticas foi submetida a uma combinação de quatro cargas de trabalho de ocupação da UCP e três variações da taxa de comunicação média entre os processos, utilizando a rede. Foram considerados ainda três sistemas distribuídos distintos: dois clusters, com diferentes quantidades de nós, e um grid computacional. Foi utilizada a simulação com ambientes próximos ao real e cargas de trabalho obtidas de modelos realísticos. Os resultados demonstraram que, embora as políticas sejam voltadas a ambientes computacionais paralelos e distribuídos, quando o cenário muda, o desempenho cai e a ordem de classificação entre as políticas se altera. Os resultados permitiram ainda demonstrar a necessidade de se considerar a comunicação entre os processos durante o escalonamento em grids computacionais. / Several scheduling policies for parallel applications directed to the distributed computational environments have been proposed. Although such policies present good results, they, generally, are evaluated in specific scenarios. When scenario change, by using different distributed environments and workload conditions, these policies can have its performance spoiled. In this context, this work presents a comparative study involving ten scheduling policies evaluated on different scenarios. Each policy was submitted to a combination of four CPU occupation workloads and three variations of interprocess average communication rates, using the network. Three different distributed systems had been yet considered: two clusters, with different amounts of nodes, and one grid computing. Simulation was used with environments near to the real and workloads obtained of realistic models. Although the policies are directed to parallel and distributed environments, the results have demonstrated that when scenario change, the performance falls and the ranking between the policies changes too. The results have still allowed to demonstrate the necessity of considering interprocess communication during the scheduling in a grid computing.

Um melhor escalonamento em simulação distribuída é fundamental para uma execução mais rápida e eficiente. O projeto desenvolvido tem como objetivo a avaliação de desempenho de políticas de escalonamento convencionais e específicas para Simulação Distribuída (SD), apresentando uma comparação do desempenho destas duas abordagens. Análises das pesquisas feitas na área mostram que não existe avaliação semelhante. Assim, este trabalho tem a importante contribuição de demonstrar as vantagens e desvantagens do uso de políticas tradicionais em relação às específicas em SD. Para execução das simulações foi utilizada a ferramenta Warped, que está descrita nesta dissertação. Foram desenvolvidas e implementadas novas técnicas de escalonamento que utilizam os resultados da simulação em execução, assim executam um melhor balanceamento de carga. Para o desenvolvimento deste projeto foi necessária uma revisão bibliográfica envolvendo conceitos de simulação distribuída com seus respectivos protocolos de sincronização, escalonamento de processos específicos para programas de SD e políticas tradicionais. Com este estudo soma-se como contribuição deste trabalho uma nova classificação das políticas específicas para SD que utilizam protocolo otimista / A bestter scheduling in distributed simulation is fundamental to a fast and efficient execution. The developed project has as objective the evaluation of performance of conventional and specific politics of scheduling for Distributed Simulation (DS), presenting a comparison of the performance of these two boardings. Analyses of the research done in the area show that similar evaluation does not exists. Thus, this work has the important contribution to demonstrate to the advantages and disadvantages of the use of traditional politics in relation to the specific ones in DS. For execution of the simulations the Warped tool was used, that is described in this work. They had been developed and implemented new techniques of scheduling that use the results of the simulation in execution, thus they execute one better load balancing. For the development of this project a bibliographical revision was necessary involving concepts of simulation distributed with its respective protocols of synchronization, traditional scheduling of specific processes for DS programs and politics. With this study a new classification of the specific politics for DS is added as contribution of this work that use optimistical protocol

Diversas políticas de escalonamento para aplicações paralelas voltadas a ambientes computacionais distribuídos têm sido propostas. Embora tais políticas apresentem bons resultados, elas são, geralmente, avaliadas em cenários específicos. Quando o cenário muda, com diferentes ambientes distribuídos e condições de carga, essas políticas podem ter seu desempenho deteriorado. Nesse contexto, este trabalho apresenta um estudo comparativo envolvendo dez políticas de escalonamento avaliadas em diferentes cenários. Cada uma das políticas foi submetida a uma combinação de quatro cargas de trabalho de ocupação da UCP e três variações da taxa de comunicação média entre os processos, utilizando a rede. Foram considerados ainda três sistemas distribuídos distintos: dois clusters, com diferentes quantidades de nós, e um grid computacional. Foi utilizada a simulação com ambientes próximos ao real e cargas de trabalho obtidas de modelos realísticos. Os resultados demonstraram que, embora as políticas sejam voltadas a ambientes computacionais paralelos e distribuídos, quando o cenário muda, o desempenho cai e a ordem de classificação entre as políticas se altera. Os resultados permitiram ainda demonstrar a necessidade de se considerar a comunicação entre os processos durante o escalonamento em grids computacionais. / Several scheduling policies for parallel applications directed to the distributed computational environments have been proposed. Although such policies present good results, they, generally, are evaluated in specific scenarios. When scenario change, by using different distributed environments and workload conditions, these policies can have its performance spoiled. In this context, this work presents a comparative study involving ten scheduling policies evaluated on different scenarios. Each policy was submitted to a combination of four CPU occupation workloads and three variations of interprocess average communication rates, using the network. Three different distributed systems had been yet considered: two clusters, with different amounts of nodes, and one grid computing. Simulation was used with environments near to the real and workloads obtained of realistic models. Although the policies are directed to parallel and distributed environments, the results have demonstrated that when scenario change, the performance falls and the ranking between the policies changes too. The results have still allowed to demonstrate the necessity of considering interprocess communication during the scheduling in a grid computing.

Esta dissertação tem por objetivo apresentar a proposta de uma política de escalonamento para grids computacionais. Essa política, intitulada Dynamic Max-Min2x, é orientada ao escalonamento de aplicações cujas tarefas não realizam comunicação entre si e visa a redução do tempo de resposta dessas aplicações através da utilização de atribuição dinâmica de tarefas e replicação das mesmas. Experimentos, feitos através de simulação, mostram que o tempo médio de resposta de aplicações utilizando-se a Dynamic Max-Min2x é inferior ao de outras políticas da literatura. Análises dos resultados desses experimentos apontam que esse tempo tende a ser mais atrativo principalmente quando as tarefas necessitam de muito processamento e quando há grande variação de carga no sistema, caracteristicas comuns em grids computacionais. Além disso, esta dissertação apresenta a implementação de um framework utilizando-se o Globus Toolkit, onde é possível a inserção de políticas de escalonamento para a submissão inteligente de tarefas em um grid computacional. / This Master thesis proposes a new grid scheduling policy called Dynamic Max-Min2x. This policy focuses on applications in which tasks do not communicate among themsenves and targets a response time reduction of these applications through the use of dynamic task distribution and replication techniques. Experiments, done using simulations, have shown that the response time related to Dynamic Max-Min2x is smaller than others policies found in literature. Analysis of the results have demonstrated that this time tends to become more attractive when tasks do not need much processing power and when there is a great load variation in the system, characteristics frequently found in grids. Furthermore, this thesis presents the implementation of a framework using Globus Toolkit, which makes possible the new scheduling policies insertion to provide an intelligent submission tasks in a computational grid system.

Um melhor escalonamento em simulação distribuída é fundamental para uma execução mais rápida e eficiente. O projeto desenvolvido tem como objetivo a avaliação de desempenho de políticas de escalonamento convencionais e específicas para Simulação Distribuída (SD), apresentando uma comparação do desempenho destas duas abordagens. Análises das pesquisas feitas na área mostram que não existe avaliação semelhante. Assim, este trabalho tem a importante contribuição de demonstrar as vantagens e desvantagens do uso de políticas tradicionais em relação às específicas em SD. Para execução das simulações foi utilizada a ferramenta Warped, que está descrita nesta dissertação. Foram desenvolvidas e implementadas novas técnicas de escalonamento que utilizam os resultados da simulação em execução, assim executam um melhor balanceamento de carga. Para o desenvolvimento deste projeto foi necessária uma revisão bibliográfica envolvendo conceitos de simulação distribuída com seus respectivos protocolos de sincronização, escalonamento de processos específicos para programas de SD e políticas tradicionais. Com este estudo soma-se como contribuição deste trabalho uma nova classificação das políticas específicas para SD que utilizam protocolo otimista / A bestter scheduling in distributed simulation is fundamental to a fast and efficient execution. The developed project has as objective the evaluation of performance of conventional and specific politics of scheduling for Distributed Simulation (DS), presenting a comparison of the performance of these two boardings. Analyses of the research done in the area show that similar evaluation does not exists. Thus, this work has the important contribution to demonstrate to the advantages and disadvantages of the use of traditional politics in relation to the specific ones in DS. For execution of the simulations the Warped tool was used, that is described in this work. They had been developed and implemented new techniques of scheduling that use the results of the simulation in execution, thus they execute one better load balancing. For the development of this project a bibliographical revision was necessary involving concepts of simulation distributed with its respective protocols of synchronization, traditional scheduling of specific processes for DS programs and politics. With this study a new classification of the specific politics for DS is added as contribution of this work that use optimistical protocol

OGrid Anywhere é um middleware de grade computacional ponto-aponto (P2P), capaz de agrupar em uma organização virtual ou federação qualquer equipamento dotado de recursos computacionais, inclusive receptores digitais. O objetivo deste projeto de mestrado apresentado nesta monografia é desenvolver e avaliar algoritmos de escalonamento que possibilitem uma distribuição adequada de processos nos elementos da grade computacional proposta pelo Grid Anywhere. Foram realizados experimentos utilizando o simulador GridSim, simulando um ambiente definido por esse middleware. Por meio dessa junção entre Grades Computacionais e TV Digital, pretende-se promover a inclusão digital permitindo que recursos computacionais sejam compartilhados de maneira a possibilitar que usuários com receptores limitados executem aplicações que demandem mais recursos que aqueles ofertados pelo hardware / GRid Anywhere is a middleware for grid computing peer-to-peer (P2P), capable of bringing together into a virtual organization or federation any equipment having computing resources, including digital receivers. The objective of this masters project presented in this monograph is to develop and evaluate scheduling algorithms that allow an adequate distribution of applications in computational grid elements proposed by the Grid Anywhere. Experiments were carried out using the GridSim simulator, simulating an environment defined by the middleware. Through this joint between Grid Computing and Digital TV, it is possible to promote digital inclusion by allowing computing resources to be shared, so as to enable users with limited receivers to run applications that require more resources than those offered by the hardware

OGrid Anywhere é um middleware de grade computacional ponto-aponto (P2P), capaz de agrupar em uma organização virtual ou federação qualquer equipamento dotado de recursos computacionais, inclusive receptores digitais. O objetivo deste projeto de mestrado apresentado nesta monografia é desenvolver e avaliar algoritmos de escalonamento que possibilitem uma distribuição adequada de processos nos elementos da grade computacional proposta pelo Grid Anywhere. Foram realizados experimentos utilizando o simulador GridSim, simulando um ambiente definido por esse middleware. Por meio dessa junção entre Grades Computacionais e TV Digital, pretende-se promover a inclusão digital permitindo que recursos computacionais sejam compartilhados de maneira a possibilitar que usuários com receptores limitados executem aplicações que demandem mais recursos que aqueles ofertados pelo hardware / GRid Anywhere is a middleware for grid computing peer-to-peer (P2P), capable of bringing together into a virtual organization or federation any equipment having computing resources, including digital receivers. The objective of this masters project presented in this monograph is to develop and evaluate scheduling algorithms that allow an adequate distribution of applications in computational grid elements proposed by the Grid Anywhere. Experiments were carried out using the GridSim simulator, simulating an environment defined by the middleware. Through this joint between Grid Computing and Digital TV, it is possible to promote digital inclusion by allowing computing resources to be shared, so as to enable users with limited receivers to run applications that require more resources than those offered by the hardware