بهبود طول عمر سیستم های تعبیه شده در حین زمانبندی وظایف براساس بهینه سازی چندهدفی ازدحام ذرات
در این مقاله روش زمانبندی و نگاشت مبتنی بر الگوریتم فرامکاشفه‌ای بهینه‌سازی ازدحام ذرات (MOPSO) باهدف بهبود طول‌عمر به‌عنوان اساسی‌ترین چالش طراحی سیستم‌های نهفته چندپردازنده‌ای که جهت فرماندهی و مدیریت داده‌ها در سیستم‌های ماهواره‌ای بکار می‌روند ارائه شده است. بدین منظور سایر چالش‌های طراحی تاثی...
| Main Authors: | , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | fas |
| Published: |
Iranian Space Research Institute
2021-08-01
|
| Series: | علوم، فناوری و کاربردهای فضایی |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://journal.isrc.ac.ir/article_137480_5c4ab775fdeb2ea14db3208277868ce7.pdf |
| _version_ | 1811216030742085632 |
|---|---|
| author | آتنا عبدی حمیدرضا زرندی شاهرخ جلیلیان |
| author_facet | آتنا عبدی حمیدرضا زرندی شاهرخ جلیلیان |
| author_sort | آتنا عبدی |
| collection | DOAJ |
| description | در این مقاله روش زمانبندی و نگاشت مبتنی بر الگوریتم فرامکاشفه‌ای بهینه‌سازی ازدحام ذرات (MOPSO) باهدف بهبود طول‌عمر به‌عنوان اساسی‌ترین چالش طراحی سیستم‌های نهفته چندپردازنده‌ای که جهت فرماندهی و مدیریت داده‌ها در سیستم‌های ماهواره‌ای بکار می‌روند ارائه شده است. بدین منظور سایر چالش‌های طراحی تاثیرگذار بر طول‌عمر شامل توان مصرفی، دمای تراشه و کارایی نیز در بهینه‌سازی وارد می‌شوند تا تاثیرات متقابل آن‌ها بر طول‌عمر سیستم لحاظ شود. وجود رابطه ناهمسو و متخاصم بین پارامترهای طراحی، منجر به پیچیده شدن فرایند بهینه‌سازی و جستجوی فضای طراحی در این مسئله می‌گردد. روش ارائه شده در این مقاله مبتنی بر الگوریتم بهینه‌سازی چندهدفی ازدحام ذرات می‌باشد که به‌دلیل جستجوی موثر فضای طراحی و درنظر داشتن همزمان تمامی پارامترها، گزینه مناسبی در حل مسئله زمانبندی و نگاشت وظایف هدف می‌باشد. در این روش، جمعیت اولیه متشکل از ترتیب‌های اجرای معتبر زمانبندی وظایف و نگاشت تصادفی آن‌ها بر هسته‌های پردازشی و سطوح مختلف ولتاژ و فرکانس کاری می‌باشد. با تغییر پارامترهای زمانبندی و نگاشت وظایف در جهت بهینه‌سازی تابع هزینه پیشنهادی در این مقاله در جمعیت اولیه طبق الگوریتم بهینه‌سازی MOPSO، فضای طراحی جستجو شده و نقاط مناسب با اهداف مسئله تعریف شده استخراج می‌گردند. در این حین، مقیاس پویای ولتاژ و فرکانس کاری سیستم و افزودن زمان‌های بیکاری به اجرا با هدف بهبود توان مصرفی و دمای تراشه و گسترش دادن فضای جستجو درنظر گرفته شده است. آزمایش‌های متعددی به‌منظور بررسی کارایی روش پیشنهادی و قابلیت‌های آن توسط محک‌های تصادفی و واقعی از برنامه‌های کاربردی انجام گرفته است. نتایج آزمایش‌های تجربی نشان داده‌اند روش پیشنهادی قابلیت جستجوی موثر فضای طراحی و استخراج جواب‌های بهینه در چند هدف به‌صورت پوسته Pareto را دارد. همچنین طبق مقایسه روش پیشنهادی نسبت به روش‌های مکاشفه‌ای موثر پیشین، میانگین بهبود 23%، 35%، 19% و 3% در کارایی، طول‌عمر، دمای تراشه و توان مصرفی نشان داده شده است که این بهبود بیانگر موثر بودن روش پیشنهادی در جستجوی موثر فضای طراحی و استخراج نقاط بهینه می‌باشد. |
| first_indexed | 2024-04-12T06:32:41Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-954d9fa0cdb84b36a819b9ffbee27bc1 |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 2783-4557 |
| language | fas |
| last_indexed | 2024-04-12T06:32:41Z |
| publishDate | 2021-08-01 |
| publisher | Iranian Space Research Institute |
| record_format | Article |
| series | علوم، فناوری و کاربردهای فضایی |
| spelling | doaj.art-954d9fa0cdb84b36a819b9ffbee27bc12022-12-22T03:43:59ZfasIranian Space Research Instituteعلوم، فناوری و کاربردهای فضایی2783-45572021-08-01111079210.22034/jssta.2021.241516.1002137480بهبود طول عمر سیستم های تعبیه شده در حین زمانبندی وظایف براساس بهینه سازی چندهدفی ازدحام ذراتآتنا عبدی0حمیدرضا زرندی1شاهرخ جلیلیاندانشکده مهندسی کامپیوتر دانشگاه صنعتی امیرکبیرگروه معماری و شبکه، دانشکده مهندسی کامپیوتر، دانشگاه صنعتی امیرکبیردر این مقاله روش زمانبندی و نگاشت مبتنی بر الگوریتم فرامکاشفه‌ای بهینه‌سازی ازدحام ذرات (MOPSO) باهدف بهبود طول‌عمر به‌عنوان اساسی‌ترین چالش طراحی سیستم‌های نهفته چندپردازنده‌ای که جهت فرماندهی و مدیریت داده‌ها در سیستم‌های ماهواره‌ای بکار می‌روند ارائه شده است. بدین منظور سایر چالش‌های طراحی تاثیرگذار بر طول‌عمر شامل توان مصرفی، دمای تراشه و کارایی نیز در بهینه‌سازی وارد می‌شوند تا تاثیرات متقابل آن‌ها بر طول‌عمر سیستم لحاظ شود. وجود رابطه ناهمسو و متخاصم بین پارامترهای طراحی، منجر به پیچیده شدن فرایند بهینه‌سازی و جستجوی فضای طراحی در این مسئله می‌گردد. روش ارائه شده در این مقاله مبتنی بر الگوریتم بهینه‌سازی چندهدفی ازدحام ذرات می‌باشد که به‌دلیل جستجوی موثر فضای طراحی و درنظر داشتن همزمان تمامی پارامترها، گزینه مناسبی در حل مسئله زمانبندی و نگاشت وظایف هدف می‌باشد. در این روش، جمعیت اولیه متشکل از ترتیب‌های اجرای معتبر زمانبندی وظایف و نگاشت تصادفی آن‌ها بر هسته‌های پردازشی و سطوح مختلف ولتاژ و فرکانس کاری می‌باشد. با تغییر پارامترهای زمانبندی و نگاشت وظایف در جهت بهینه‌سازی تابع هزینه پیشنهادی در این مقاله در جمعیت اولیه طبق الگوریتم بهینه‌سازی MOPSO، فضای طراحی جستجو شده و نقاط مناسب با اهداف مسئله تعریف شده استخراج می‌گردند. در این حین، مقیاس پویای ولتاژ و فرکانس کاری سیستم و افزودن زمان‌های بیکاری به اجرا با هدف بهبود توان مصرفی و دمای تراشه و گسترش دادن فضای جستجو درنظر گرفته شده است. آزمایش‌های متعددی به‌منظور بررسی کارایی روش پیشنهادی و قابلیت‌های آن توسط محک‌های تصادفی و واقعی از برنامه‌های کاربردی انجام گرفته است. نتایج آزمایش‌های تجربی نشان داده‌اند روش پیشنهادی قابلیت جستجوی موثر فضای طراحی و استخراج جواب‌های بهینه در چند هدف به‌صورت پوسته Pareto را دارد. همچنین طبق مقایسه روش پیشنهادی نسبت به روش‌های مکاشفه‌ای موثر پیشین، میانگین بهبود 23%، 35%، 19% و 3% در کارایی، طول‌عمر، دمای تراشه و توان مصرفی نشان داده شده است که این بهبود بیانگر موثر بودن روش پیشنهادی در جستجوی موثر فضای طراحی و استخراج نقاط بهینه می‌باشد.http://journal.isrc.ac.ir/article_137480_5c4ab775fdeb2ea14db3208277868ce7.pdfسیستم چندپردازنده‌ای تعبیه شدهطول عمرتوان مصرفیزمان‌بندی و نگاشت وظایفبهینه‌سازی چندهدفیبهینه‌سازی ازدحام ذرات |
| spellingShingle | آتنا عبدی حمیدرضا زرندی شاهرخ جلیلیان بهبود طول عمر سیستم های تعبیه شده در حین زمانبندی وظایف براساس بهینه سازی چندهدفی ازدحام ذرات علوم، فناوری و کاربردهای فضایی سیستم چندپردازنده‌ای تعبیه شده طول عمر توان مصرفی زمانبندی و نگاشت وظایف بهینه‌سازی چندهدفی بهینه‌سازی ازدحام ذرات |
| title | بهبود طول عمر سیستم های تعبیه شده در حین زمانبندی وظایف براساس بهینه سازی چندهدفی ازدحام ذرات |
| title_full | بهبود طول عمر سیستم های تعبیه شده در حین زمانبندی وظایف براساس بهینه سازی چندهدفی ازدحام ذرات |
| title_fullStr | بهبود طول عمر سیستم های تعبیه شده در حین زمانبندی وظایف براساس بهینه سازی چندهدفی ازدحام ذرات |
| title_full_unstemmed | بهبود طول عمر سیستم های تعبیه شده در حین زمانبندی وظایف براساس بهینه سازی چندهدفی ازدحام ذرات |
| title_short | بهبود طول عمر سیستم های تعبیه شده در حین زمانبندی وظایف براساس بهینه سازی چندهدفی ازدحام ذرات |
| title_sort | بهبود طول عمر سیستم های تعبیه شده در حین زمانبندی وظایف براساس بهینه سازی چندهدفی ازدحام ذرات |
| topic | سیستم چندپردازنده‌ای تعبیه شده طول عمر توان مصرفی زمانبندی و نگاشت وظایف بهینه‌سازی چندهدفی بهینه‌سازی ازدحام ذرات |
| url | http://journal.isrc.ac.ir/article_137480_5c4ab775fdeb2ea14db3208277868ce7.pdf |
| work_keys_str_mv | AT ậtnạʿbdy bhbwdṭwlʿmrsystmhạytʿbyhsẖdhdrḥynzmạnbndywẓạyfbrạsạsbhynhsạzycẖndhdfyạzdḥạmdẖrạt AT ḥmydrḍạzrndy bhbwdṭwlʿmrsystmhạytʿbyhsẖdhdrḥynzmạnbndywẓạyfbrạsạsbhynhsạzycẖndhdfyạzdḥạmdẖrạt AT sẖạhrkẖjlylyạn bhbwdṭwlʿmrsystmhạytʿbyhsẖdhdrḥynzmạnbndywẓạyfbrạsạsbhynhsạzycẖndhdfyạzdḥạmdẖrạt |