Evolutionary Based Solutions for Green Computing

سیستم‌های محاسباتی توزیع‌شده در مقیاس بزرگ امروزی ممکن است از تعداد زیادی مؤلفه مختلف (رایانه‌ها، پایگاه‌های داده و غیره) تشکیل شده باشند و باید طیف وسیعی از خدمات را ارائه دهند. کاربران چنین سیستم هایی که در خوشه شبکه های مختلف (جغرافیایی یا مدیریتی) واقع شده اند ممکن است دسترسی محدودی به خدمات و منابع سیستم و انتظارات و الزامات متفاوت و اغلب متناقض داشته باشند. علاوه بر این، اطلاعات و داده های پردازش شده در چنین محیط های پویا ممکن است ناقص، نادرست، تکه تکه و بیش از حد باشد. تمامی موارد ذکر شده در بالا نیازمند برخی متدولوژی های مقیاس پذیر هوشمند برای مدیریت کل ساختار پیچیده است که متأسفانه ممکن است مصرف انرژی چنین سیستم هایی را افزایش دهد. استفاده بهینه از انرژی به حدی رسیده است که بسیاری از مدیران فناوری اطلاعات (IT) و مدیران شرکت‌ها همگی برای شناسایی راه‌حل‌های مقیاس‌پذیر که می‌تواند مصرف برق را کاهش دهد (به طوری که هزینه کل عملیات به حداقل برسد) تلاش می‌کنند. مقیاس سیستم های محاسباتی و به طور همزمان بهبود یا حفظ توان عملیاتی فعلی سیستم.

این کتاب در هشت فصل خود، به مسائل اساسی مربوط به مصرف انرژی و طراحی بهینه سیستم کم‌هزینه در سیستم‌های «محاسبات سبز» با کارایی بالا می‌پردازد. راه‌حل‌های مبتنی بر فراابتکاری و تکاملی اخیر برای بهینه‌سازی انرژی در پردازش داده‌ها، زمان‌بندی، تخصیص منابع و ارتباطات در شبکه‌های محاسباتی مدرن، محاسبات ممکن و شبکه همراه با چندین فناوری مرسوم مهم برای پوشش موضوعات داغ از نظریه بنیادی ارائه شده است. مفهوم "محاسبات سبز" و برای توصیف معماری های اساسی سیستم ها. این کتاب به حوزه‌های کاربردی بالقوه اشاره می‌کند و نمونه‌های مفصلی از مطالعات موردی کاربرد در سیستم‌های محاسباتی کم انرژی را ارائه می‌دهد. روندهای توسعه و مسائل تحقیق باز نیز تشریح شده است. همه آن فناوری‌ها پایه و اساس محاسبات سبزی را که امروزه می‌شناسیم، تشکیل داده‌اند.

Today’s highly parameterized large-scale distributed computing systems may be composed of a large number of various components (computers, databases, etc) and must provide a wide range of services. The users of such systems, located at different (geographical or managerial) network cluster may have a limited access to the system’s services and resources, and different, often conflicting, expectations and requirements. Moreover, the information and data processed in such dynamic environments may be incomplete, imprecise, fragmentary, and overloading. All of the above mentioned issues require some intelligent scalable methodologies for the management of the whole complex structure, which unfortunately may increase the energy consumption of such systems. An optimal energy utilization has reached to a point that many information technology (IT) managers and corporate executives are all up in arms to identify scalable solution that can reduce electricity consumption (so that the total cost of operation is minimized) of their respective large-scale computing systems and simultaneously improve upon or maintain the current throughput of the system.

This book in its eight chapters, addresses the fundamental issues related to the energy usage and the optimal low-cost system design in high performance ``green computing’’ systems. The recent evolutionary and general metaheuristic-based solutions for energy optimization in data processing, scheduling, resource allocation, and communication in modern computational grids, could and network computing are presented along with several important conventional technologies to cover the hot topics from the fundamental theory of the ‘’green computing’’ concept and to describe the basic architectures of systems. This book points out the potential application areas and provides detailed examples of application case studies in low-energy computational systems. The development trends and open research issues are also outlined. All of those technologies have formed the foundation for the green computing that we know of today.