Μίμηση Της Συμπεριφοράς Αποικίας Μυρμηγκιών Για Την Ανάθεση Και Χρονοδρομολόγηση Εργασιών Σε Πολύπλοκα Δίκτυα Υπολογιστών

Abstract

Η παρούσα διατριβή πραγματεύεται το θέμα της βέλτιστης χρονοδρομολόγησης και της επιτυχημένης διασύνδεσης-διαλειτουργικότητας των ετερογενών δικτυακών περιβαλλόντων που απαρτίζουν ένα πολύπλοκο δίκτυο υπολογιστών. Συγκεκριμένα, αναλύει τα ήδη υπάρχοντα αλγοριθμικά μοντέλα χρονοδρομολόγησης και την κατηγορία αυτών που ανήκουν στη νοημοσύνη σμήνους (swarm intelligence), ενώ αναπτύσσει έναν μιμητικό ACO (Ant Colony Optimization) αλγόριθμο βελτιστοποίησης με αποικίες μυρμηγκιών που στοχεύει στην επίτευξη της βέλτιστης χρονοδρομολόγησης μέσω της επιτυχημένης ανάθεσης των εργασιών στους βέλτιστους υπολογιστικούς πόρους και την επίτευξη της μείωσης του συνολικού χρόνου ολοκλήρωσης των υποβαλλόμενων εργασιών μέσα σε ένα πολύπλοκο δίκτυο υπολογιστών. Επίσης, αναπτύσσονται νέοι μηχανισμοί ενοποίησης ετερογενών πολύπλοκων δικτυακών συστημάτων ενώ ταυτόχρονα επιλύονται τα ήδη υπάρχοντα προβλήματα διαλειτουργικότητας και διασύνδεσης προκύπτουν από την ενοποίηση των διαφορετικών και ετερογενών υπολογιστικών υποσυστημάτων. Στα πλαίσια της διατριβής παρουσιάζονται ποικίλες ολοκληρωμένες λύσεις όπου πέραν της επίτευξης των ανωτέρω έχουν επίσης ως στόχο τη σύγκλιση διαφορετικών υπηρεσιών μέσα σε ένα ενοποιημένο πολύπλοκο δικτυακό περιβάλλον με αποκεντρικοποιημένη δομή. Το πολύπλοκο δικτυακό περιβάλλον που αναπτύσσεται έχει ως δίκτυο κορμού την τεχνολογία των δικτύων πλέγματος ενώ ενοποιούνται σε αυτήν ασύρματες δικτυακές τεχνολογίες του ΙΕΕΕ 802.11x και του ΙΕΕΕ 802.15x προτύπου. Τέλος, παρουσιάζεται η υλοποίηση ποικίλων υπηρεσιών που ενσωματώθηκαν στο αναπτυχθέν πολύπλοκο δίκτυο ενώ έχουν αναπτυχθεί εφαρμογές για ποικίλα επιστημονικά πεδία όπως των ιατρικών συστημάτων υγειονομικής περίθαλψης και της γεωπληροφορικής. Ο προτεινόμενος ACO αλγόριθμος που αναπτύχθηκε καθώς και οι προτεινόμενοι μηχανισμοί διασύνδεσης και διαλειτουργικότητας που παρουσιάστηκαν στη παρούσα διατριβή έχουν σκοπό την υλοποίηση μίας βελτιστοποιημένης πολύπλοκης υποδομής. Ως συνέπεια αυτού η διεξαγωγή προσομοιώσεων πραγματικών σεναρίων χρήσης κρίθηκε επιτακτική ώστε να επικυρωθεί η χρηστικότητα και η διαλειτουργικότητά της των μηχανισμών βελτιστοποίησης που αναπτύχθηκαν τόσο στον τομέα της επιστήμης των υπολογιστών όσο και σε διαφορετικά επιστημονικά πεδία.