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2015 年度 実績報告書

マルチスレッドプログラムの実行時間と消費エネルギーを削減するスケジューリング機構

研究課題

研究課題/領域番号 25330084
研究機関九州大学

研究代表者

日下部 茂  九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 准教授 (70234416)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードスケジューラ / マルチスレッド処理 / 省エネルギー技術 / 公平性 / モデリング
研究実績の概要

汎用の計算機システムにおいては、CPUのマルチコア化が進むとともに、クラウドコンピューティングの普及も進み、単一の物理計算機の上であっても複数の仮想計算機(VM)を稼働させるのも一般的になってきた。このような環境では、複数のマルチスレッドアプリケーションに対するスケジューリングの公平性においても多様な観点があり得る状況となっている。そのため、本年度は、エネルギーの効果的な利用を目指したマルチスレッドアプリケーションのスケジューリングにおいても多様な公平性を考慮する研究を行った。
本研究がプラットフォームとして想定しているLinuxのスケジューラにおいても、資源を貪欲に利用しようとするプログラムの実行性能向上のために、他のプログラムの性能が犠牲にならず、比較的穏健にCPUリソースを要求するプログラムとの間でも計算機資源が公平に配分されるようにスケジューリングすることが重要である。ところが、既存のLinuxスケジューラは、VM間でもCPUリソースが公平に配分されることを保証できないという問題がある。
このような問題を以下のような観点で分類し、省エネルギー指向のスケジューリングにおいても、それぞれの観点での「公平性」を保証するための機構を組み込むことを目指し、以下のような研究を行った。 1) 単一のCPUコア内部での公平なCPU配分を実現するTWRS(Thread Weight Readjustment Scheduler)を提案した。2) 複数のCPUコアにまたがって動作するプロセス間での公正なCPU配分を達成するための指標として、GPS(Global Processor Sharing)公平性を定義し、これを用いたスケジューリングアルゴリズムを考案した。 3) 複数のVM間でのCPU配分の公平性を達成するための使用としてVM公平性を定義し、これを用いたスケジューリングアルゴリズムを考案した。
また、このような複合的に複雑化する制御を効果的に実現・管理するためのモデリングについても研究を行った。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] ソフトウェア開発プロセス改善モデルCMMI-DEVの関連プロセス領域ネットワークの中心性分析2015

    • 著者名/発表者名
      日下部茂,林信宏,大森洋一,荒木啓二郎
    • 雑誌名

      日本ソフトウェア科学会 コンピュータソフトウェア

      巻: Vol. 32, No.4 ページ: 3_126 - 3_136

    • DOI

      http://doi.org/10.11309/jssst.32.3_126

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Visualizing Betweenness Centrality of Process Area Networks in Process Improvement Model for Service Provider Organization, CMMI-SVC2015

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Kusakabe
    • 雑誌名

      International Journal of Information Engineering Express

      巻: Vol.1, No.4 ページ: 131 -140

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Fairness Scheduler for Multithreaded Programs in Virtual Machine Environment2016

    • 著者名/発表者名
      Samih M. Mostafa, Shigeru Kusakabe, Hirofumi Amano
    • 学会等名
      Fourth International Japan-Egypt Conference on Electronics, Communications and Computers (JEC-ECC 2016)
    • 発表場所
      Cairo
    • 年月日
      2016-05-31 – 2016-06-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards Reducing Energy Consumption Using Inter-Process Scheduling in Preemptive Multitasking OS2016

    • 著者名/発表者名
      Samih M. Mostafa
    • 学会等名
      International Conference on Platform Technology and Service (PlatCon)
    • 発表場所
      Jeju
    • 年月日
      2016-02-14 – 2016-02-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Pre-Formal メソッドとしてのSTAMP モデリング2016

    • 著者名/発表者名
      日下部茂, 荒木啓二郎
    • 学会等名
      クリティカルソフトウェアワークショップ
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-01-20 – 2016-01-20
  • [学会発表] Visualizing Centrality of Process Area Networks in CMMI-DEV2015

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Kusakabe, Hsin-Hung Lin, Yoichi Omori, Keijiro Araki
    • 学会等名
      International Conference on Software and Systems Process (ICSSP 2015)
    • 発表場所
      Tallinn
    • 年月日
      2015-08-24 – 2015-08-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Analyzing Key Process Areas in Process Improvement Model for Service Provider Organization, CMMI-SVC2015

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Kusakabe
    • 学会等名
      International Conference on E-Service and Knowledge Management (ESKM 2015)
    • 発表場所
      Okayama
    • 年月日
      2015-07-13 – 2015-07-15
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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