Contributions aux techniques d’ordonnancement sur plates-formes parallèles ou distribuées

Contributions to scheduling techniques on parallel or distributed platforms

• Auteur / Autrice : Lamiel Toch
• Direction : Laurent Philippe, Jean-Marc Nicod
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 09/11/2012
• Etablissement(s) : Besançon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon) - Franche-Comté Électronique Mécanique- Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) / FEMTO-ST
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation : Université de Franche-Comté (1971-....)
• Jury : Président / Présidente : Pierre-Cyrille Héam
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Cérin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Desprez, Denis Trystram

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ordonnancement (informatique)

Mots clés libres

Ordonnancement

Graphes de tâches

Job parallèle

Lots de graphes de tâches

Grilles de calcul

Cluster

Machine multiprocesseur

Scheduling

Task graphs

Parallel job

Batches of task graphs

Computing grid

Cluster

Multiprocessor machine

Résumé

Les travaux présentés dans ce document portent sur l'ordonnancement d'applications parallèles sur des plates-formes parallèles (cluster) ou distribuées (grilles de calcul). Dans nos travaux de recherche nous nous sommes concentrés sur l'ordonnancement d'applications modélisées par un DAG, graphe orienté sans cycle, pour les grilles de calcul et sur l'ordonnancement pour les (cluster, machines multiprocesseurs) de programmes parallèles (jobs parallèles) représentés sous la forme de surface rectangulaire dont les deux dimensions sont le nombre de processeurs requis et la durée d'exécution. Les recherches s'articulent autour de trois grands axes. Le premier axe concerne l'ordonnancement d'un ensemble d'instances d'une application pour les grilles de calcul. Le deuxième axe est l'ordonnancement de jobs parallèles dans les clusters. Le troisième est l'ordonnancement d'un lot de jobs parallèles pour les machines parallèles. Cette thèse apporte des contributions sur les trois axes. La première contribution associée au premier axeest l'étude expérimentale avancée de trois algorithmes pour l'ordonnancement d'un ensemble d'instances d'une application sur une plate-forme hétérogène où les coûts de communication sont négligeables : un algorithme de liste, un algorithme de régime permanent et un algorithme génétique. D'autre part nous apportons l'intégration des communications dans cet algorithme génétique. La deuxième contribution associée au deuxième axe est la conception d'une nouvelle technique d'ordonnancement de jobs parallèles pour les clusters : le pliage de jobs qui utilise la virtualisation des processeurs. La dernière contribution porte sur la conception d'une nouvelletechnique inspirée du domaine des statistiques et du traitement du signal appliquée à l'ordonnancement de jobs parallèles dans une machine multiprocesseur. Enfin nous donnons quelques travaux de recherches qui on été réalisés mais qui n'ont pas abouti à des résultats significatifs pour l'ordonnancement.

Works presented in this document tackle scheduling of parallel applications in either parallel (cluster) or distributed (computing grid) platforms. In our researches we were concentrated on either scheduling of applications modeled by a DAG, directed acyclic graph, for computing grid or scheduling of parallel programs (parallel jobs) represented by a rectangular shape whose the two dimensions are the number of requested processors and the execution time. The researches follow three main topics. The first topic concerns the scheduling of a set of instances of an application for computing grid. The second topic deals with the scheduling of parallel jobs inclusters. The third one tackles the scheduling of parallel jobs in multiprocessor machines. We brought contributions on these three topics. The first contribution under the first topic consists of the advanced experimental study of three algorithms for scheduling a set of instances of an application on a heterogeneous platform without communication costs : a list-based algorithm, a steady-state algorithm and genetic algorithm. Moreover we integrate communications in this genetic algorithm. The second contribution under the second topic is the design of a new technique for scheduling parallel jobs in clusters : job folding which uses virtualization of processors. The third contribution deals with a new technique which comes from statistics and signal cessing applied to scheduling of parallel jobs in a multiprocessor machine. Eventually we givesome works that we carried out but which did not give significant results for scheduling