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Michelle Nery Orientador: Prof. Dr. Francisco José Monaco Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação Universidade de São Paulo – ICMC 28 de Novembro.

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1 Michelle Nery Orientador: Prof. Dr. Francisco José Monaco Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação Universidade de São Paulo – ICMC 28 de Novembro de 2007 Uma Política de Escalonamento de Tempo-Real para Garantias de QoS na Web baseada em parâmetros de Média e Dispersão de Tempo de Resposta

2 Roteiro Proposta Artigo Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

3 Contextualização Estendendo o trabalho realizado por Lucas Casagrande. Logo, A finalidade é que o escalonador ofereça garantia quantitativa de tempos de resposta especificada em termos estocásticos. Tal garantia objetiva a provisão de valores médios de latência de sistema abaixo ou dentro de uma faixa de tolerância especificados por contratos de serviço firmados entre o usuário e o provedor Web. Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

4 Modelo Parâmetro para QoS: Latência Média do Sistema Métrica de Avaliação: Satisfação do Usuário Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

5 Algumas Análises Onde, Li – Latência média do usuário i; Ri – Número de requisições anteriormente submetidas por i; time() – Tempo atual timestamp() – Tempo de chegada da requisição; Basicamente, define a Latência Média Atual do usuário x. Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

6 E, Onde, Dj - Tempo de espera máximo, Deadline; Lc – Latência Contratada; Twj – Tempo de espera em fila do usuário j. Basicamente, a Latência Média Real <= Latência Contratada Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

7 Proposta No contrato estipulado não consta nenhuma restrição com referência à dispersão da latência média efetiva, ou seja, não contém nenhuma limitação quanto ao espalhamento dos dados. O objetivo então é preencher essa lacuna. A meta é controlar não apenas a latência efetiva mas também a dispersão dos tempos de atendimento em torno dela. Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

8 Trabalhos Relacionados Job scheduling methods for reducing waiting time variance. NongYe*, Xueping Li, Toni Farley, Xiaoyun Xu; Information and Systems Assurance Laboratory, Arizona State University, USA, CASAGRANDE, L. S. ; Mello R. F. ; BERTAGNA, R. ; ANDRADE FILHO, J. A. ; MONACO, F. J.. Exigency-based real- time scheduling policy to provide absolute QoS for web services. In: SBAC-PAD 2007: 19th International Symposium on Computer Architecture and High Performance Computing, 2007, Gramado, RS, Brazil. Proceeding of the 19th International Symposium on Computer Architecture and High Performance Computing, p. 1-8 Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

9 Job scheduling methods for reducing waiting time variance. NongYe*, Xueping Li, Toni Farley, Xiaoyun Xu; Information and Systems Assurance Laboratory, Arizona State University, USA, Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

10 Contextualização Minimização da Variância A nível de QoS Objetivo de oferecer um serviço estável e um desempenho prevísivel. Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

11 Proposta Minimizar a variância dos tempos de resposta das requisições Para o escalonamento, é considerado apenas o tempo de processamento. Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

12 Formulação do Problema Serviço não preemptivo Conjunto de n jobs Estudado 4 métodos (Eilon e Chowdhury) para serem comparados com os métodos desenvolvidos no trabalho. 2 deles, apresentam melhores resultados para um pequeno número de jobs (foram desconsiderados). Os outros 2, E&C1.1 e E&C1.2 para um conjunto maior de tarefas. SPT – Shortest Processing Time FIFO – First In, First Out Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

13 Descrição dos métodos FIFO – Os jobs são servidos na sequência que chegam SPT – Os jobs são servidos na ordem crescente E&C1.1 – Escalona da seguinte forma: 1. Remove o job do conjunto com maior tempo de processamento e coloca no final da fila 2. Remove o job do conjunto com o maior tempo de processamento e coloca no começo da fila. 3. Repete os passos Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

14 Descrição dos métodos (cont 2) E&C1.2 - Escalona da seguinte forma: 1. Remove o job do conjunto com maior tempo de processamento e coloca no final da fila __ __ __ __ __ 6 2. O próximo job do conjunto com maior tempo de processamento, é removido e colocado na primeira posição da fila 5 __ __ __ __ 6 3. O terceiro e o quarto job com maior tempo de processamento é colocado na penúltima e antipenúltima posição na fila 5 __ __ Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

15 Descrição dos métodos (cont 3) 4. Colocados os 4 maiores job com maior tempo de processamento nessa sequência, os próximos passos, seguem o método E&C ??????? Diz que o arranjo da quarto job com maior tempo de processamento do E&C1.2 está inválido (referenciado). Duas possibilidades de sequência ótimas com o 5 e 6: Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

16 Descrição dos métodos (cont 4) VS (Verified Spiral) Considere um conjunto de jobs P = {p1, p2, … pn}, tal que p1 <= p2, p2 <= p3 … Como exemplo, considere P = {1,2,3,4,5,6} 1. p n é colocado na última posição 1. _ _ _ _ _ 6 2. p n -1 é colocado na penúltima posição 1. _ _ _ _ p n -2 é colocado na primeira posição 1. 4 _ _ _ 5 6 Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

17 Descrição dos métodos (cont 5) VS (cont 2) 1. p1 é colocado na segunda posição _ _ 5 6 {pn-2, p1, pn-1, pn} 1. Remove o próximo job com maior tempo de processamento e o coloca exatamente antes ou depois de p1, em função da menor variância do tempo de espera _ _ Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores Verificar qual tem a menor WVT

18 Descrição dos métodos (cont 6) BS (Balanced Spiral) Reduz o custo computacional Utilizando o mesmo conjunto de tarefas 1. p n é colocado na última posição 2. p n -1 é colocado na penúltima posição 3. p n -2 é colocado na primeira posição 1. {p n -2, p n-1, p n } 4. Direito {pn-2} 5. Esquerdo {pn-1} Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

19 Descrição dos métodos (cont 7) 6. Se Sum(Esquerdo) < Sum(Direito) 1. A próxima tarefa com maior tempo de processamento do conjunto é colocada na última posição do lado Esquerdo 2. Se não, a próxima tarefa com maior tempo de processamento do conjunto é colocada na primeira posição do lado Direito 3. Atualizam-se as somas. 4. Suponha um conjunto _ _ _ _ _ 6 2. _ _ _ _ _ _ _ 5 6 – Soma Esquerda = 4, Soma Direita = _ _ 5 6 – Soma Esquerda = 7, Soma Direita = _ – Soma Esquerda = 7, Soma Direita = – Soma Esquerda = 7, Soma Direita = 8 Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

20 Testes Nove problemas com pequeno conjunto de jobs 1 – 4 são inteiros 5 – Distribuição uniforme 6 – Distribuição exponencial com lamda = 5 7 – Distribuição uniforme com média = 5, desvio padrão 1 8 – 9 – São de Eilon and Chowdhury Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

21 Duas possibilidades de sequência ótimas Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

22 Cálculos Tem-se 6 métodos de escalonamento Cada um produz uma sequência de jobs para cada problema Definições: V opt – a menor variância de tempo de espera (WTV) V s – é o WTV das sequência de jobs de cada método ( s ) M opt – menor média de cada sequência M s – é a média das sequência de jobs de cada método ( s ) WTVD – Diferença entre o V s e o V opt Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

23 Cálculos (cont 2) WTVD s = ((V s – V opt )/V opt ) * 100 WTMD s = ((M s – M opt )/M opt ) * 100 A primeira expressão indica quão próximo o V s está para V opt O menor WTVD s indica melhor desempenho do método de escalonamento dos jobs para o problema de WTV. A segunda expressão, indica que quando se tem duas sequências ótimas, pode-se escolher entre o método com a menor média. Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

24 Resultados Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

25 Resultados (cont 2) Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

26 Resultados (cont 3) Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

27 Perguntas? Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

28 Obrigada! Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores


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