در ادامه هر کدام از این مراحل را به طور مختصر شرح میدهیم.
آمادهسازی و جمع آوری اطلاعات منابع و کارها: در این مرحله زمانبند باید اطلاعات مربوط به کارها و ماشینهایی که در دسترس هستند را از سرویس اطلاعات گرید دریافت کند. بعلاوه به زمانبند در مورد اطلاعات بروز شدهی کارها و منابع اطلاع رسانی میشود.
انتخاب منابع مناسب: انتخاب منبع یکی از مراحل مهمی است که هر زمانبند باید انجام دهد. به دلیل اینکه تمام منابع نمیتوانند کاندید خوبی برای اجرای بعضی از کارها باشند. بنابراین، فرآیند انتخاب منابع از طریق نیازمندیهای کار و خصوصیات منابع انجام میشود. همچنین فرآیند انتخاب به حالت زمانبندی نیز بستگی دارد. مثلا، در حالتی که کارها به صورت دستهای هستند، تعداد زیادی از منابع کاندید ممکن، از بین تمام منابع در دسترس شناسایی میشوند و انتساب کارها به منابع به گونهای انجام میشود که به ملاک بهینهسازی مورد نظر برسیم. به عنوان قسمتی از انتخاب منابع، رزرو منابع را نیز میتوان در نظر گرفت. در این حالت به دست آوردن اطلاعات در مورد اجرای کارها در آینده بسیار سخت است. البته میتوان از صفهای وضعیت استفاده کرد، اما دقت خوبی نمیتوان انتظار داشت مخصوصا اگر اولویت یکی از نیازمندیهای کار باشد. پیشنهاد دیگر استفاده از روشهای پیشبینی بر اساس دادههای گذشته یا خصوصیات کاربران است.
محاسبهی تابع هدف برای هر کار بر روی منابع انتخاب شده: در این مرحله تابع هدف یا بهینهسازی برای هر کار و برای منابع انتخاب شده محاسبه میشود.
انتساب کار: کارها بر اساس تابع هدف به منابع انتخاب شده انتساب داده میشوند.
نظارت بر اتمام کارها: بعد از انتساب کار نظارت بر اجرای کارها لازم است تا در صورت عدم موفقیت اجرای یک کار، بر اساس سیاست زمانبندی، زمانبندی مجدد یا انتقال به منابع دیگر صورت پذیرد.
2-10 انواع زمانبند
تقسیم بندی زمانبندها به شرح زیر است[18]:
زمانبند گرید: یکی از اجزای نرمافزاری است که مسئولیت محاسبهی یک نگاشت از کارها به منابع گرید تحت ملاکهای مختلف و تنظیمات محیط گرید را دارد. سطوح مختلفی در درون زمانبند گرید در مقایسههای مختلف ادبیات محاسبات گرید در نظر گرفته شده است که شامل فرازمانبند و زمانبند محلی میباشد که در زیر شرح داده شده است. به عنوان یک جزء اصلی از گرید، زمانبند گرید با اجزاء دیگر گرید، از قبیل سیستم اطلاعات گرید، سیستم مدیریت منبع محلی و سیستم مدیریت شبکه در تعامل است. همچنین باید این نکته را در نظر گرفت که در محیط گرید، انواع زمانبندها باید در کنار یکدیگر همزیستی داشته باشند. حتی ممکن است که آنها دارای هدفهای مختلفی باشند، اما باید برای اجرای کارها با یکدیگر در تعامل باشند.
فرازمانبند: از این زمانبند در مواقعی که یک کار به بیش از یک منبع نیاز دارد استفاده می شود. در خوشهها فرازمانبند با هماهنگی با زمانبندهای محلی، منابع مورد نظر را انتخاب میکند. اعمال توازن بار در میان سیستمهای مختلف، هدف اصلی این زمانبند میباشد.
زمانبند محلی: این زمانبند برای انتساب کارها به یک منبع استفاده میشود و به عنوان یک زمانبند “نزدیک به منبع” شناخته میشود.
2-11 انواع زمانبندی
زمانبندی از لحاظ نوع کارها و ارتباط آنها به دو دسته مستقل و غیر مستقل تقسیم میشود[18]:
زمانبندی مستقل: در زمانبندی مستقل، کارهایی که باید روی منابع نگاشت داده شوند به یکدیگر وابسته نمیباشند و میتوانیم با هر ترتیب دلخواه کارها را زمانبندی نمائیم.
زمانبندی غیر مستقل (گردش کاری ): در زمانبندی غیر مستقل بین کارها وابستگی وجود دارد و نمیتوانیم با هر ترتیب داخواه کارها را به منابع واگذار نمائیم. به این صورت که مثلا اگر کار j به کار i وابسته باشد نمیتوانیم کارj را زودتر از کار i شروع نمائیم و باید ابتدا کار i را زمانبندی کرده و سپس کار jرا به منبعی نگاشت دهیم.
2-12 نحوهی زمانبندی (ایستا و پویا)
ایستا: در این حالت اطلاعات کامل منابع و کارها، هنگامی که زمانبندی انجام میشود در دسترس است (کارها به صورت دستهای میباشند). یکی از مزایای زمانبندی ایستا برنامهی ساده آن از دید زمانبندها میباشد.
پویا: در زمانبندی پویا تخصیص کارها به صورت برخط انجام میشود و در همان لحظه کار برای اجرا به یک منبع فرستاده میشود. این زمانبندی معمولا زمانی استفاده میشود که تخمین هزینه ی کارها سخت است و یا کارها به صورت برخط فرستاده میشوند[23].
2-13 ساختار زمانبند
فرازمانبندها میتوانند متمرکز، سلسله مراتبی و یا توزیع شده باشند که به شرح زیر می باشند[24]:
متمرکز: در این مدل، فرازمانبند اطلاعات کامل تمام زمانبندهای محلی را در اختیار دارد و تمام کارها نیز به فرازمانبند ارسال میشوند (شکل 2-8). فرازمانبند، تصمیمات زمانبندی را بر اساس اطلاعات کارهای ارسال شده و اطلاعات زمانبندهای محلی میگیرد. ساختار متمرکز مقیاسپذیر نمیباشد.
شکل ‏28 ساختار زمانبند متمرکز [24]
سلسله مراتبی: در این ساختار تمام کارها به فرازمانبند ارسال می شود سپس فرازمانبند، اطلاعات کارها را برای همهی زمانبندهای محلی ارسال میکند و هر زمانبند محلی با توجه به سیاست خود زمان اجرا را به فرازمانبند اعلام و فرازمانبند کار را به منبعی ارسال می کند که زمان اجرا یا انتظار کمتری دارد (شکل 2-9).
شکل ‏29 ساختار زمانبند سلسله مراتبی [24]
توزیع شده: این ساختار شبیه ساختار سلسله مراتبی است با این تفاوت که در هر مکان یک فرازمانبند وجود دارد و کارها به نزدیکترین فرازمانبند ارسال میشود. فرازمانبندها در دورههای زمانی مختلف، اطلاعات بار کاری خود را با یکدیگر تبادل کرده و در صورت نیاز برای توازن بار، عمل تبادل کار را بین یکدیگر انجام میدهند. (شکل 2-10).