Подход к использованию нейронных сетей обнуления для решения задачи управления ресурсами распределенной динамической вычислительной сети

Авторы

DOI:

https://doi.org/10.47813/2782-2818-2023-3-4-0301-0310

Ключевые слова:

управление ресурсами, распределенные динамические вычислительные системы, динамическое управление частотой и напряжением, нейронные сети обнуления, выбросы углекислого газа, энергопотребление, оптимизация, вычислительные задачи, ресурсоэффективность, энергопотребление

Аннотация

Настоящее исследование фокусируется на разработке и оптимизации подхода управления ресурсами в распределенных динамических вычислительных системах. Мы представляем новый гибридный метод, комбинируя динамическое управление частотой и напряжением с использованием нейронных сетей обнуления (НСО) для минимизации выбросов углекислого газа и снижения энергопотребления. Исследование включает систематические эксперименты, в ходе которых анализируется структура и параметры НСО для минимизации ошибок. Применение метода на реальных данных вычислительной сети NorduGRID продемонстрировало его эффективность, снижая выбросы CO2 на 9,4% за 30 дней при сохранении требуемой производительности. и является значимым вкладом в область развития энергоэффективных вычислительных систем. Проведены эксперименты на крупных вычислительных системах, включая более 2,7 миллиарда узлов с использованием реальных данных о выбросах углекислого газа.  Полученные результаты подчеркивают перспективность гибридных подходов и использование нейронных сетей для оптимизации управления ресурсами в динамических вычислительных средах. Наш метод обеспечивает устойчивое и энергоэффективное выполнение вычислительных задач в условиях ограниченных ресурсов и является значимым вкладом в область развития энергоэффективных вычислительных систем. Разработанный подход предоставляет перспективы для оптимизации работы вычислительных систем, учитывая динамичный характер современных вычислительных задач и ограниченные ресурсы энергопотребления.

Биография автора

Е. Р. Брюханова

Брюханова Евгения Романовна, аспирант Сибирского государственного университета науки и технологий им. М.Ф. Решетнева, инженер-исследователь Сибирского федерального университета, Красноярск, Россия

Библиографические ссылки

Bryukhanova E.R., Antamoshkin O.A. Minimizing the carbon footprint with the use of zeroing neural networks. The European Proceedings of Computers and Technology. 2023. DOI:10.15405/epct.23021.20

Брюханова Е.Р., Антамошкин О.А. Адаптивное управление ресурсами распределенных динамических вычислительных систем на базе аппарата обнуляющей нейронной сети. Системы управления и информационные технологии. 2023; 3(93): 91-96.

Брюханова Е.Р. Антамошкин О.А. Обобщенная экологическая модель динамической распределенной вычислительной системы. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2023; 11(4). Доступно по: https://moitvivt.ru/ru/journal/pdf?id=1439 DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.002

Shaikh M.B., Waghmare Shinde K., Borde S. Challenges of Big Data Processing and Scheduling of Processes Using Various Hadoop Schedulers: A Survey. Int. J. Multifaceted Multiling. Stud. 2019; III: 1-6.

Reddy G., Kumar S. MACO-MOTS: Modified Ant Colony Optimization for Multi Objective Task Scheduling in Cloud Environment. International Journal of Intelligent Systems and Applications. 2019; 11(1): 73-79. DOI:10.5815/ijisa.2019.01.08

Biswas D., Samsuddoha M., Asif M.R.A., Ahmed M.M. Optimized Round Robin Scheduling Algorithm Using Dynamic Time Quantum Approach in Cloud Computing Environment. International Journal of Intelligent Systems and Applications. 2023; 15(1): 22-34. DOI:10.5815/ijisa.2023.01.03

Soltani N., Barekatain B., Soleimani Neysiani B. MTC: Minimizing Time and Cost of Cloud Task Scheduling based on Customers and Providers Needs using Genetic Algorithm. I.J. Intelligent Systems and Applications. 2021; 2: 38-51. DOI: 10.5815/ijisa.2021.02.03

Mohseni Z., Kiani V., Rahmani A. A Task Scheduling Model for Multi-CPU and Multi-Hard Disk Drive in Soft Real-time Systems. International Journal of Information Technology and Computer Science. 2019; 11(1): 1-13. DOI:10.5815/ijitcs.2019.01.01

REFERENCES

Bryukhanova E.R., Antamoshkin O.A. Minimizing the carbon footprint with the use of zeroing neural networks. The European Proceedings of Computers and Technology. 2023. DOI:10.15405/epct.23021.20 DOI: https://doi.org/10.15405/epct.23021.20

Bryukhanova E.R., Antamoshkin O.A. Adaptive resource management of distributed dynamic computing systems based on a zeroing neural network apparatus. Management systems and information technologies. 2023; 3(93): 91-96.

Bryukhanova E.R. Antamoshkin O.A. Generalized ecological model of a dynamic distributed computing system. Modeling, optimization and information technology. 2023; 11(4). Available by: https://moitvivt.ru/ru/journal/pdf?id=1439 DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.002

Shaikh M.B., Waghmare Shinde K., Borde S. Challenges of Big Data Processing and Scheduling of Processes Using Various Hadoop Schedulers: A Survey. Int. J. Multifaceted Multiling. Stud. 2019; III: 1-6.

Reddy G., Kumar S. MACO-MOTS: Modified Ant Colony Optimization for Multi Objective Task Scheduling in Cloud Environment. International Journal of Intelligent Systems and Applications. 2019; 11(1): 73-79. DOI:10.5815/ijisa.2019.01.08 DOI: https://doi.org/10.5815/ijisa.2019.01.08

Biswas D., Samsuddoha M., Asif M.R.A., Ahmed M.M. Optimized Round Robin Scheduling Algorithm Using Dynamic Time Quantum Approach in Cloud Computing Environment. International Journal of Intelligent Systems and Applications. 2023; 15(1): 22-34. DOI:10.5815/ijisa.2023.01.03 DOI: https://doi.org/10.5815/ijisa.2023.01.03

Soltani N., Barekatain B., Soleimani Neysiani B. MTC: Minimizing Time and Cost of Cloud Task Scheduling based on Customers and Providers Needs using Genetic Algorithm. I.J. Intelligent Systems and Applications. 2021; 2: 38-51. DOI: 10.5815/ijisa.2021.02.03 DOI: https://doi.org/10.5815/ijisa.2021.02.03

Mohseni Z., Kiani V., Rahmani A. A Task Scheduling Model for Multi-CPU and Multi-Hard Disk Drive in Soft Real-time Systems. International Journal of Information Technology and Computer Science. 2019; 11(1): 1-13. DOI:10.5815/ijitcs.2019.01.01 DOI: https://doi.org/10.5815/ijitcs.2019.01.01

Загрузки

Опубликован

2023-10-16

Как цитировать

Брюханова, Е. Р. (2023). Подход к использованию нейронных сетей обнуления для решения задачи управления ресурсами распределенной динамической вычислительной сети. Современные инновации, системы и технологии - Modern Innovations, Systems and Technologies, 3(4), 0301–0310. https://doi.org/10.47813/2782-2818-2023-3-4-0301-0310

Выпуск

Раздел

Управление, вычислительная техника и информатика.