عنوان صفحه
مقدمه ....................................................................................................................................................................... 1
- فصل اول - مفاهیم اولیه .............................................................................................. 2
1-1. سیستم های توزیع شده .................................................................................................................................. 3 1-1-1. مزایا و معایب سیستم های توزیع شده..................................................................................................... 3
1-2. انگیزش ..................................................................................................................................................... 6 1-3. مراحل کلی تبدیل برنامه ترتیبی به برنامه توزیع شده .................................................................................... 8 1-4. ساختار پایان نامه......................................................................................................................................... 91-5. جمع بندی ................................................................................................................................................ 10
- فصل دوم - تکنیک ها و ابزارهای مرتبط ....................................................................................................... 11
2-1.ابزارهای تبادل پیام در مقایسه با حافظه اشتراکی توزیع شده......................................................................... 13
2-1-1. تبادل پیام ......................................................................................................................................... 13
2-1-2. خصوصیات مطلوب یک سیستم تبادل پیام........................................................................................ 14
2-1-3. طبقه بندی ابزارهای تبادل پیام........................................................................................................ 14
2-2. توزیعگر های اتوماتیک ..................................................................................................................... 17
2-2-1. ابزار های نیمه اتوماتیک .............................................................................................................. 17
2-2-2. ابزار های تمام اتوماتیک ............................................................................................................. 18
2-2-3. توزیع بایت کد جاوا بر مبنای تحلیل وابستگی به صورت اتوماتیک .............................................. 21 2-4. مطابقت اندازه گره در محیط برنامه نویسی شیگرا به صورت پویا توسط روش اسکوپ ......................... 24 2-5.افرازبندی در سیستم توزیع شده شی گرا به صورت پویا ......................................................................... 25 2-5-1. معیارهای دسته بندی اشیاء ........................................................................................................... 26
2-5-2. الگوریتم خوشه بندی مشتق شده از الگوریتم حریصانه lo,s ....................................................... 27
2-5-3. دسته بندی اشیاء موجود در خوشه ها ......................................................................................... 29
2-6. نتیجه گیری ........................................................................................................................................ 303- فصل سوم - استخراج گراف فراخوانی ....................................................................................................... 31
2-ساخت گراف فراخوانی 3-1. ساخت گراف جریان فراخوانی ............................................................................................................ 32 3-2-1. الگوریتم های تعین مقصد فراخوانی .................................................................................. 34 3-2-2. روش آنالیز نوع ایستاتیک ................................................................................................. 34روش آنالیز سلسله مراتب کلاس ........................................................................................................... 35
3-2-3. روش آنالیز نوع سریع ........................................................................................................37
3-2-4. روش آنالیز نوع سریع حساس به جریان برنامه ....................................................................37
3-2. استخراج گراف فراخوانی جهت ساخت گراف کلاسها ...................................................................41 3-3. مقایسه روش های ساخت گراف فراخوانی ......................................................................................... 43 3-4. وزن گذاری گراف فراخوانی ............................................................................................................ 45- استراتژی وزن گذاری یال های گراف فراخوانی توابع ...................................................................... 46
- برآورد زمان اجرای کد های ترتیبی ................................................................................................. 50
- روش های برآورد زمان اجرای کد های ترتیبی ...................................................................... 51
- برآورد زمان اجرای کدهای برنامه باآنالیز متن برنامه................................................................ 51
- تعیین سرحد تکرار حلقهها و فراخوانیهای بازگشتی ............................................................... 57
- حذف مسیرهای اجرا نشدنی .................................................................................................. 57
- بهینه سازی کامپایلرها و تخمین زمان اجرای برنامه .................................................................. 57
- نحوه شناسایی حلقه های تکرار ................................................................................... 65
- تشخیص حلقه های تکرار ................................................................................................. 71
- تخمین تعداد تکرار حلقه ها .............................................................................................. 71
- انتشار مقادیر .................................................................................................................... 71
- یافتن نقاط همگام سازی ................................................................................................................. 73
- بررسی نتیجه الگوریتم پیشنهادی برروی یک برنامه نمونه................................................................. 76
- جمع بندی ..................................................................................................................................... 80
3-7-3. تخمین ایستای زمان اجرای برنامه ها ....................................................................................... 563-7. زبان های برنامه سازی و تخمین زمان اجرا ........................................................................................ 58 3-8. رعایت میزان دقت تخمین در زمان اجرا ............................................................................................ 58 3-9. معیارهای موجود در تخمین طولانی ترین زمان اجرا .......................................................................... 593-10-1. تحلیل جریان داده ............................................................................................................. 59
3-10-2. تحلیل کاهش بازگشتی .................................................................................................... 61
3-10-3. حجم زیاد اطلاعات ......................................................................................................... 62
3-10-4. استفاده از کد Object برنامه ............................................................................................ 63
3-10. بایت کد جاوا و محاسبه زمان اجرای دستورالعملها ........................................................................... 63 3-11. محاسبه زمان اجرای حلقه ها ............................................................................................................ 643-12. انتشار دامنه مقادیر ............................................................................................................................ 67 3-13. دستورات شرطی و نحوه شناسایی آنها .............................................................................................. 68 3-14. محاسبه زمان اجرای کل برنامه با استفاده از روش پیشنهادی ............................................................ 703-15-4. محاسبه زمان اجرای توابع موجود در یک دور از گراف................................................... 71- فصل چهارم - خوشه بندی ............................................................................................................... 81
- خوشه بندی سلسله مراتبی .............................................................................................................. 82
- خوشه بندی سلسله مراتبی پایین به بالا (تلفیق) ................................................................................. 85
- روش های ادغام خوشه ها در خوشه بندی پایین به بالا .................................................................... 88
- Single Linkage.................................................................................................... 88
- Simple Average Linkage ..................................................................................... 90
- Weighted Average Linkage ............................................................................... 91
- سه روش مفید دیگر (Median, Centroid, Wards ) .............................................. 91
- تکنیک های یافتن تعداد خوشه های بهینه ..................................................................................... 94
- جدول تلفیق (جدول ادغام) ........................................................................................... 94
- تراز تلفیق ...................................................................................................................... 96
- نمودار dendrogram ................................................................................................ 96
- تعیین تعداد خوشه های بهینه .......................................................................................... 98
- تکنیک های پیدا کردن نقطه پیچش در نمودار جدول تلفیق......................................................... 100
- روش پیشنهادی در این پایان نامه جهت خوشه بندی .................................................................. 103
- الگوریتم پیشنهادی برای خوشه بندی کلاس ها ............................................................ 103
- جمع بندی ............................................................................................................................... 106
- محیط پیاده سازی شده ............................................................................................................. 109
- مقایسة روش خوشه بندی پیشنهادی با روش حریصانه متداول.................................................... 111
4-1. مقدمه ............................................................................................................................................ 824-4-2. Complete Linkage .................................................................................................. 89 4-4-3. Group Average Linkage ...................................................................................... 895- فصل پنجم - پیاده سازی و ارزیــابــی ....................................................................................... 1086- فصل ششم - نتیجـه‌گیـری ....................................................................................................... 120 6-1. نتیجه گیری ............................................................................................................................ 121 6-2. کارهای آتی .......... ............................................................................................................... 121منابع و مراجع ........................................................................................................................................ 123
چکیده
با توجه به تحولات اخیر در تکنولوژی ارتباطات و نیاز روز افزون به توان پردازشی زیاد ، امروزه تصور مجموعه ای از کامپیوتر ها که به صورت یک کامپیوتر یکپارچه ،اما با قدرت بسیار بیشتر در حال کار هستند چندان بعید نیست. یک برنامه توزیع شده می تواند به صورت مجموعه ای از پردازه های در حال اجرا که با تبادل پیام از طریق شبکه ارتباطی با یکدیگر همکاری می کنند تعریف شود.
با این حال همواره بعنوان یک اصل، ساخت یک برنامه توزیع شده مشکلتر از برنامه متمرکز است. از جمله عواملی که باعث افزایش این پیچیدگی میشود مواجه شدن با برنامه نویسی تحت شبکه، همگام سازی پردازه ها، حل مساله انحصار متقابل بین آنها، افزایش تحمل پذیری خطا و اشکال زدایی میباشد. یکی از روش های مورد توجه در ساخت سیستم های توزیع شده، تبدیل اتوماتیک برنامه های ترتیبی به برنامه های توزیع شده است.
در این پایان نامه روشی جدید برای توزیع اتوماتیک برنامه های ترتیبی با خوشه بندی کلاس های آن صورت می گیرد.تکنیک های خوشه بندی متنوعی تا کنون برای این منظور استفاده شده است که پس از بررسی مزایا و معایب هر یک روش جدیدی برای خوشه بندی معرفی شده است. پس از خوشه بندی معماری طوری بازسازی میشود که حداکثر همروندی در اجرای قطعات توزیع شده ایجاد شود لذا در این پروژه روشی برای بازسازی معماری سیستم های توزیعی علمی با ایجاد حداکثر همروندی در اجرای کد برنامه ها ارائه خواهد شد.
واژه‌های کلیدی
خوشه بندی ، چسبندگی ، توزیع شده گی .
