Iki-sınıflı mobil kenar bilişim sistemleri için uyarlanır bir aktarma karar yöntemi

˙Internet'e ba˘glı cihaz sayısında ve toplam veri trafi˘ginde görülen önemli artı¸sla birlikte bulut servislerinin yakın gelecekte ciddi yüklerle kar¸sı kar¸sıya kalması beklenmektedir. Bunun üstesinden gelinebilmesi amacıyla kenar bili¸sim sistemleri önerilmi¸stir. Kenar bili¸sim sistemlerinde, a˘gın kenarında yer alan eri¸sim noktası veya baz istasyonu gibi cihazların mobil cihazlarda ortaya çıkan hesaplama i¸slerinin bir bölümünü yürüterek, sonucunu cihazda kullanılması gerekti˘gi durumda cihaza, buluta gönderilmesi gerekti˘gi durumda ise buluta yönlendirmesi öngörülmektedir. Hesaplama kaynaklarının merkezi buluttan a˘g kenarına do˘gru getirildi˘gi bu yöntemle birlikte hem buluttaki i¸s yükünün azaltılması, hem de gecikme sürelerinin azaltılması mümkün olabilecektir. Aktarma problemi, bir mobil cihazda ortaya çıkan bir hesaplama i¸sinin lokal olarak mobil cihazda mı yoksa kenar sunucuda mı yürütülece˘gi kararının verilmesi problemidir. Literatürde çe¸sitli parametreleri göz önüne alan aktarma algoritmaları önerilmi¸stir. Sık kullanılan parametreler arasında gecikme zamanı, enerji tüketimi, ve bunların hibrit olarak eniyilenmesi sayılabilir. Literatürde yer alan çalı¸smaları ayıran farklılıklar, eniyileme hedef fonksiyonunun yanı sıra, incelenen sistemde de yatmaktadır. Bir i¸slem, aktarım yapıldı˘gında tamamen kenar sunucusuna devrediliyorsa, bu ikili aktarım olarak adlandırılır. Öte yandan, bazı i¸slemler, parçalara ayrılarak kısmen mobil cihazda, kısmen de kenar sunucusunda yürütülebilir. Bu yöntem ise kısmi aktarım olarak adlandırılır. Kısmi aktarımın verimli i¸slemesi için hesaplama i¸sinin karakteristi˘ginin detaylı olarak bilinmesi gereklidir. Bu amaç için, hesaplama i¸sinin alt parçalarının birbirlerine ba˘gımlılıklarını gösteren ça˘grı çizgeleri kullanılır. Verili bir ça˘grı çizgesi için en iyi kısmi aktarım çözümü üretmeyi hedefleyen algoritmalar literatürde mevcuttur. Bunun yanısıra, birden fazla kenar sunucusu oldu˘gunu varsayan, mobil kullanıcı davranı¸sının statik veya rassal oldu˘gunu varsayan, sunucunun ve/veya mobil kullanıcıların enerji tüketimini azaltmayı önceleyen, ve farklı enerji tüketim modelleri kullanan çe¸sitli çalı¸smalar da bulunmaktadır. Tüm bu çalı¸smalarda matematiksel araç olarak genellikle eniyileme kuramı veya oyun kuramından yararlanıldı˘gı görülmektedir. Bu çalı¸smada, tek kenar sunucusu olan bir sistemde, hesaplama i¸si üretme bakımından rassal davranan mobil cihazların, yüksek ve dü¸sük öncelikli iki sınıfa ayrıldıkları bir senaryo incelenmi¸stir. ˙Ikili aktarım uygulandı˘gı varsayılmı¸stır. Aktarım kriteri olarak hesaplama i¸sinin üretildikteki andan itibaren, hesaplanıp kenar sunucusuna aktarıldı˘gı ana kadar geçen sürenin enküçüklenmesi seçilmi¸stir. Bu senaryoda artırılmı¸s gerçeklik, sanal gerçeklik, çevrimiçi oyun, veya video görü¸sme gibi bir çokluortam uygulamasının video kodlama i¸sleri üretti˘gi varsayılmı¸stır. Kodlama sonucu ortaya çıkan veri, ham veriden küçüktür. Dolayısıyla, aktarım yapılmadı˘gı durumda hesaplama i¸sinin sistemde geçirdi˘gi süre, videonun mobil cihazda kodlanması ve kodlanmı¸s verinin kenar sunucusuna gönderilmesi için geçen süredir. Buna kar¸sılık, aktarım yapıldı˘gında bu süre, ham videonun kenar sunucusuna gönderilmesi ve burada kodlanmasından olu¸sacaktır. Kenar sunucusunda a˘gırlıklı round-robin çizelgeleme yapıldı˘gı varsayılmı¸stır. Buna göre sunucuda servis alan aynı sınıfa ait hesaplama i¸sleri, küçük periyotlarda e¸sit miktar servis alırlar. Buna kar¸sılık yüksek öncelikli i¸sler, her roundda dü¸sük öncelikli olanların h katı kadar hizmet alır. Round robin çizelgeleme, zaman biriminin sıfıra gitti˘gi limit durumunda i¸slemci-payla¸sımı modeline dönü¸sür. Kuyruk kuramından bilindi˘gi üzere, i¸slemci-payla¸sımı sistemlerinde herbir i¸sin sistemde kalma zamanı, i¸sin uzunlu˘gu ile do˘gru orantılıdır. Bu bakımdan, her bir i¸s için aktarım kararı verilirken hesaplanması gereken sunucuda geçen hesaplama zamanı, bir kuyruklama katsayısı ile modellenebilir. Bu kuyruklama katsayısı, dü¸sük öncelikli kullanıcılar için yüksek öncelikli kullanıcılara göre h kat büyük alınmaktadır. Böylece bu katsayı ile hem bir kabul mekanizması, hem de servis ayrımı gerçekle¸stirilmi¸stir. Bu sistem modeli için bir benzetim programı yazılmı¸s ve çe¸sitli senaryolar için sayısal sonuçlar elde edilmi¸stir. Öncelikli olarak iki sınıf arasında hizmet kalitesi ayrımını sa˘glayabilecek, ancak yüksek öncelikli i¸slerin performansını dü¸sürmeyecek en iyi kuyruklama katsayısının bulunması için, bu katsayını çe¸sitli de˘gerleri için sistemde kalınan ortalama süre istatisti˘gi elde edilmi¸stir. Buna göre örnek bir senaryoda bu katsayının alması gereken de˘ger hakkında çıkarımlar yapılmı¸stır. Ayrıca aynı senaryo için mobil cihazın enerji tüketimi grafikleri de elde edilmi¸stir. Bu senaryoda h parametresinin ba¸sarıma etkisi de incelenmi¸s ve bir üst sınır bulunmu¸stur. Her senaryo için bu katsayının en iyi de˘gerinin de˘gi¸sece˘gi açıktır. Bu bakımdan bu en iyi de˘geri yakalayan uyarlanır bir algoritma önerilmi¸stir. Bu algoritmaya göre, bu katsayı ilk de˘geri 1 olmak üzere çalı¸smaya ba¸slanır. Her bir i¸slem sistemi terk etti˘ginde, sistemde kaldı˘gı süre, i¸sin uzunlu˘guna bölünerek bu i¸sin deneyimledi˘gi katsayı de˘geri elde edilir. Bu de˘ger kullanılarak, katsayı de˘geri güncellenir. Bu yöntemin sistem dinamiklerini yakaladı˘gı ve de˘gi¸sken senaryolarada uyum gösterdi˘gi gösterilmi¸stir. Bu senaryoda, de˘gi¸sen i¸s yükleri, yüksek öncelikli mobil kullanıcı sayısı ve h parametresi de˘gerleri için sonuçlar elde edilmi¸stir. Daha gerçekçi i¸s üretim modellerinin yer aldı˘gı modeller, ve enerji tüketiminin de aktarım kararına entegre edildi˘gi algoritmalar, gelecek çalı¸smaların konusu olacaktır.