دراسة مقارنة لخوارزميات جدولة المهام في الحوسبة السحابية

الملخص

تعد جدولة المهام إحدى المشكلات الرئيسية في بيئة الحوسبة السحابية، فهي تُعتبر أمرًا جوهريًا لتحقيق التنفيذ الفعال من حيث التكلفة وتحسين استخدام الموارد. وقد تم تصنيف مشكلة جدولة المهام على أنها مشكلة زمنية متعددة الحدود غير حتمية Nondeterministic Polynomial NP) -hard)، انطلاقاً من هذه المشكلة وتحقيقاً للاستخدام الأمثل لبيئة الحوسبة السحابية قام الباحثون باقتراح وتطوير العديد من خوارزميات جدولة المهام. في هذا البحث، تم إجراء دراسة تحليلية وعملية لخوارزميات الجدولة وكيفية معالجتها لهذه المشكلة وذلك لرفع مستوى الأداء وتقليص وقت إنجاز المهمة وتحسين قدرة موازنة الحمل وتخفيض التكلفة وتحسين جودة الخدمة، حيث تمّ إجراء عدة تجارب عملية باستخدام بيئة المحاكاة CloudSim3.0.3 لتقييم أداء أربع خوارزميات لجدولة المهام وهي: خوارزمية القادم أولاً يُخدم أولاً FCFS وخوارزمية تحسين سرب الجسيمات PSO وخوارزمية جولة روبن Round Robin وخوارزمية أقصر مهمة أولاً SJF، وذلك من خلال عدة محددات وهي الكلفة Cost وزمن التنفيذ الكلي لمجموعة من المهام Makespan وزمن الانتهاء  Completion Time والزمن الوسطي للانتظار Avg waiting Time. أظهرت نتائج المحاكاة أن خوارزمية PSO هي الأفضل من بين الخوارزميات الأربعة إلّا أن كلفتها مرتفعة نسبياً، أمّا خوارزمية SJF فقد قدمت نتائج جيدة في معظم المحددات ولكنها كانت الأسوأ في زمن التنفيذ الكلي، بينما حققت خوارزمية FCFS نتيجة جيدة في زمن التنفيذ الكلي إلّا أن خوارزمية SJF تفوقت عليها في اختبار متوسط زمن الانتظار وكانت الأعلى كلفةً، وأمّا خوارزمية RR فقد أعطت نتيجة جيدة في اختبار زمن التنفيذ الكلي وقد تفوقت بذلك على خوارزمية SJF ولكنها كانت الأسوأ في اختبار متوسط زمن الانتظار