dc.contributor.advisor | İmre, Kayhan Mustafa | |
dc.contributor.author | Temuçin, Hüseyin | |
dc.date.accessioned | 2018-09-13T06:48:47Z | |
dc.date.available | 2018-09-13T06:48:47Z | |
dc.date.issued | 2018-03 | |
dc.date.submitted | 2018-02-15 | |
dc.identifier.citation | H. Temuçin, Doktora Tezi, “ÇOK ÇEKİRDEKLİ MİMARİ ÜZERİNDE GERÇEK ZAMANLI GÖREV ZAMANLAMA VE İLETİŞİM
YÖNETİM ALGORİTMALARININ BİRLİKTE TASARIMI,” Hacettepe Üniversitesi, 2018 | tr_TR |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/4858 | |
dc.description.abstract | The reach of processor architectures to physical boundaries has made parallel systems
mandatory in all computer systems used in commercial and academic processes. Parallel
systems are the computer systems in which a large number of processors are brought
together in a topology to serve one purpose. That purpose may be resolving a problem
identified or distributing tasks that a system provides. The processors on these systems can
use distributed or shared resources and in distributed memory systems the processors
shares data between them over a system area network.
In the general approach, the most basic performance measures of computer systems can be
defined as accuracy and effectiveness. In a generalized system task, accuracy is only
measured by the accuracy of outputs, and it is acceptable to delay the completion of tasks
according to the instantaneous load of the systems. Real-time systems are specialized
computer systems that operate on a timely basis and all tasks on these systems are expected
to be completed before their deadlines. Failure to perform a real-time task on time in these
systems causes the system to operate improperly and may results apocalyptic results,
depending on the system's domain. Real-time systems are computer systems that are used
in many critical processes, primarily defense and health, and today, changing trends are
increasing the needs of such systems. However, the complexity of real-time systems with
increasing and changing needs also increases the processing power required for systems.
In the thesis study, a chip architecture and nework-on-chip structure with multi-processor
and distributed memory compatible with real-time systems is proposed and a deterministic
and predictable set of communication patterns to be operated on the proposed network
structure is defined. In the study communication processes are also considered as real-time
tasks and a time-based task scheduling algorithm that manages both communication and
transaction tasks has been put forward by taking advantage of the predictable
iv
communication patterns. In the communication layer of the proposed system, today's new
and promising technologies such as photonic networks on chip have been utilized. In order
to measure the performance of the system, theoretical and simulation studies on the
proposed system have been carried out problems selected real time systems. The results of
the study show that the proposed system architecture and the communication and
management algorithms described above provide a suitable and high performance
approach for real-time systems. | tr_TR |
dc.description.tableofcontents | ÖZET i
ABSTRACT iii
TEŞEKKÜR v
İÇİNDEKİLER vi
ŞEKİLLER ix
ÇİZELGELER xi
SİMGELER, KISALTMALAR VE TERİMLER xii
1 GİRİŞ 1
2 KOŞUT VE DAĞITILMIŞ SİSTEMLER 4
21 Mimari 4
22 İletişim 6
221 Topoloji 8
222 Anahtarlama 11
223 Yönlendirme 12
224 Akış Denetimi 13
23 İletişim Protokolleri 14
3 GERÇEK ZAMANLI SİSTEMLER 16
31 Sistem tasarımlarına göre 19
311 Katmanlı sistem örüntüsü 21
312 Kanal örüntüsü 23
313 Mikro çekirdek örüntüsü 25
314 Bileşen tabanlı sistem örüntüsü 26
315 Özyineli kapsayıcı örüntüsü 28
316 Hiyerarşik denetim örüntüsü 28
32 Hizmet yönetimi yaklaşımına göre sistemler 30
321 Olay odaklı sistemler 30
322 Zaman odaklı sistemler 31
33 Görev işletimi yaklaşımına göre 32
vii
331 Seçim Tabanlı Sistemler 33
332 Sadece Kesilmeli Sistemler 34
333 Öncelik ele geçirmeli sistemler (Preemptive priority systems) 35
334 Melez sistemler (Hybrid systems) 35
335 Zaman odaklı sistemler 36
34 Görev Zamanlama (Scheduling) 37
341 Öncelik Odaklı (Priority Driven) 37
342 Zaman odaklı (Time Driven) 39
343 Paylaşım Odaklı (Share Driven) 40
35 Duyarga ve İşleticiler (Sensors and Actuators) 40
36 Çok görevli gerçek zamanlı görev zamanlama 40
4 FOTONİK YONGA ÜZERİ AĞLAR 43
5 GZS İÇİN GÖREV ZAMANLAMA VE İLETİŞİM YÖNETİM ALGORİTMALARI 49
51 İletişim 49
511 Temel iletişim örüntüleri 53
512 Birden hepsine yayın (Broadcast) Algoritması 56
513 Hepsinden hepsine yayın Algoritması 57
514 Genelleştirilmiş Toplu iletişim yaklaşımı 61
52 G/Ç Yönetimi 62
53 Görev Zamanlama 64
6 BAŞARIM ÇALIŞMALARI VE ANALİZİ 70
61 Teorik Çalışmalar 71
611 Yayın algoritması ile veri dağıtımı 72
612 Hepsinden hepsine veri dağıtımı 79
62 Benzetim Çalışmaları 85
621 Optik akış algoritmasının benzetimi 90
622 G/Ç verisi toplanması, işlenmesi ve dağıtımı algoritmasının benzetimi 95
623 Kelebek ağlar için iletim algoritmasının benzetimi 98
7 TARTIŞMA VE SONUÇ 103
KAYNAKLAR 105
ÖZGEÇMİŞ 113 | tr_TR |
dc.language.iso | tur | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | gerçek zamanlı sistemler | tr_TR |
dc.subject | koşut sistemler | |
dc.subject | görev yönetimi | |
dc.subject | koşut sistemlerde iletişim | |
dc.subject | yonga üzeri fotonik ağlar | |
dc.title | Çok Çekirdekli Mimari Üzerinde Gerçek Zamanlı Görev Zamanlama Ve İletişim Yönetim Algoritmalarının Birlikte Tasarımı | tr_TR |
dc.title.alternative | Design Of Real-Time Scheduling And Communicatıon Management Algorithms On Multicore Architecture | tr_TR |
dc.type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | İşlemci mimarilerinin fiziksel sınırlara yaklaşması, ticari ve akademik süreçlerde kullanılan
tüm bilgisayar sistemlerinde koşut sistemleri zorunlu hale getirmiştir. Koşut sistemler, bir
amaca hizmet etmek üzere çok sayıda işlemcinin bir topoloji kapsamında bir araya
getirildiği bilgisayar sistemleridir. Söz konusu amaç belirlenen bir problemin çözülmesi
veya bir sistemin hizmet sağladığı görevlerin dağıtılması olabilir. Bu sistemler üzerindeki
işlemciler dağıtılmış veya paylaşımlı kaynakları kullanabilirler ve dağıtılmış bellekli
sistemlerde işlemciler konumlandırılmış olan bir sistem alan ağı üzerinden aralarında veri
paylaşımı sağlarlar.
Genel yaklaşımda, bilgisayar sistemlerinin en temel başarım ölçütleri sırasıyla doğruluk ve
etkinlik olarak tanımlanabilir. Genelleştirilmiş bir sistem görevinde doğruluk sadece
çıktıların doğruluğu ile ölçülmektedir ve sistemlerin anlık yoğunluğuna göre görevlerin
tamamlanmasının gecikebilmesi kabul edilebilir bir durumdur. Gerçek zamanlı sistemler,
zamanlılık esasıyla çalışan özelleşmiş bilgisayar sistemleridir ve bu sistemler üzerindeki
tüm görevlerin, belirlenmiş zaman sınırı öncesi tamamlanması beklenmektedir. Bu
sistemlerde gerçekleştirilen gerçek zamanlı bir görevin zamanında gerçekleştirilmemesi
sistemin yanlış çalışmasına sebep olur ve sistemin çalışma alanına bağlı olarak felakete
varan sonuçlar doğurabilir. Gerçek zamanlı sistemler başta savunma ve sağlık olmak üzere
birçok kritik süreçlerde kullanılan bilgisayar sistemleridir ve günümüzde değişen eğilimler
söz konusu sistemlere olan ihtiyaçları arttırmaktadır. Bununla birlikte gerçek zamanlı
ii
sistemlerin artan ve değişen ihtiyaçlar doğrultusunda karmaşıklaşması, sistemlerde
gereksinim duyulan işlem gücünü de artırmaktadır.
Tez kapsamında yapılan çalışmada, gerçek zamanlı sistemlerle uyumlu ve çok işlemcili ve
dağıtılmış bellekli bir yonga mimarisi ve yonga üzeri ağ yapısı önerilmiştir ve önerilen ağ
yapısı üzerinde işletilecek belirlenebilir ve tahmin edilebilir bir iletişim örüntü kümesi
tanımlanmıştır. Önerilen iletişim örüntülerinin tahmin edilebilir tasarlanmasından
faydalanılarak iletişim süreçleri de gerçek zamanlı görevler olarak ele alınmıştır ve hem
iletişim hem de işlem görevlerini birlikte yöneten zaman odaklı bir görev zamanlama
algoritması ortaya koyulmuştur. Sistemin iletişim katmanında yonga üzeri fotonik ağlar
gibi yeni ve gelecek vaat eden teknolojilerden faydalanılmıştır. Sistemin başarımını
ölçmek amacıyla, sistem üzerinde gerçek zamanlı sistemlerden seçilmiş dünya problemleri
üzerinden teorik ve benzetim çalışmaları yapılmıştır. Yapılan çalışma sonuçları, önerilen
sistem mimarisi ve üzerinde tanımlanan iletişim ve yönetim algoritmalarının gerçek
zamanlı sistemler için uygun ve yüksek başarımlı bir yaklaşımı ortaya koyduğunu
göstermiştir. | tr_TR |
dc.contributor.department | Bilgisayar Mühendisliği | tr_TR |
dc.contributor.authorID | 182651 | tr_TR |