Onderzoeksgroep
Expertise
De ontwikkeling van wiskundige modellen om de prestaties van grote en complexe systemen te beoordelen, waarbij de nadruk ligt op de analyse van communicatie- en computersystemen. Er wordt onder andere gewerkt aan volgende onderwerpen: Mean field theory: deze methoden worden gebruikt om de prestaties te beoordelen van grootschalige computersystemen die niet langer kunnen worden geanalyseerd met behulp van traditionele wachtrijtheorie. Mean field theory bestudeert het gedrag van grote en complexe stochastische modellen met behulp van vloeistofdynamica. De evolutie van een mean fiekd model wordt typisch vastgelegd door de oplossing van een reeks gewone, partiële of vertraagde differentiaalvergelijkingen. In veel gevallen kan men aantonen dat het mean field model het systeemgedrag vastlegt wanneer de systeemgrootte neigt naar oneindig. Garbage collection en wear leveling-algoritmen voor op flash gebaseerde solid-state drives (SSD's): deze algoritmen hebben een grote invloed op de prestaties en levensduur van een SSD, aangezien schrijf- en wisbewerkingen op SSD's veel langzamer zijn dan lezen en elk blok slechts een beperkt aantal keren kan worden gewist voordat het onstabiel wordt. Deze algoritmen zijn geïmplementeerd in de FTL-laag van de SSD-controller. Algoritmen voor load balancing: deze algoritmen worden gebruikt in grote gedistribueerde systemen om de werklast tussen de verschillende verwerkingsknooppunten te verdelen. De belangrijkste prestatiemaatstaven zijn de gemiddelde responstijd en de systeemstabiliteit. Algoritmen die worden overwogen, omvatten gerandomiseerde algoritmen zoals join-the-shortest-queue of join-the-least-loaded-queue van een set willekeurig geselecteerde servers. Random access-algoritmen: deze algoritmen zijn zo ontworpen dat bandbreedte op een eerlijke manier kan worden gedeeld door een reeks netwerkgebruikers, voorbeelden zijn tree algoritmen, 802.11-type algoritmen, CSMA-netwerken, enz. De belangrijkste focus in dit werk was op het bepalen van de throughput, wachttijd en fairness. Recent werk heeft zich gericht op hard core modellen voor CSMA-netwerken die worden gekenmerkt door een conflict graaf. Cachingsystemen: Caches zijn alomtegenwoordig in hedendaagse computersystemen en worden gebruikt om snellere toegang te bieden tot een beperkt aantal veelgevraagde items, zoals webpagina's, YouTube-video's, enz. Wachtrijtheorie: dit onderwerp richt zich op het ontwerp van snelle numerieke algoritmen om verschillende prestatiemetingen van wachtrijsystemen af te leiden, zoals de wachtrijlengte en responstijdverdelingen, blokkeringskansen, enz.
Stochastische en asymptotische verbeteringen van scheduling algoritmen.
Abstract
Scheduling is een fundamenteel onderdeel van elk computersysteem. Het is het proces van het regelen en optimaliseren van de uitvoering van (computer)taken, jobs genoemd. Hoewel er een overvloed aan scheduling algoritmen bestaat, vertrouwen veel systemen nog steeds op het First-Come-First-Served (FCFS) algoritme, omdat het wordt beschouwd als een eerlijk algoritme dat geen informatie vereist over de taakomvang of de aankomst van de taak. Bovendien kan, gegeven een aantal technische voorwaarden, worden aangetoond dat de responstijdverdeling onder FCFS het best mogelijke verval heeft, wat in termen van de leek betekent dat het goed is in het vermijden van grote responstijden, in tegenstelling tot andere algoritmen die een betere gemiddelde responstijd hebben. Lange tijd waren onderzoekers van mening dat eventuele verbeteringen aan de gemiddelde responstijd van FCFS ten koste gaan van de staartwaarschijnlijkheid (d.w.z. "Er bestaat niet zoiets als een gratis lunch"). Een zeer recent, origineel resultaat toonde aan dat dit echter niet het geval is. Meer specifiek werd aangetoond dat een algoritme, NUDGE genaamd, kan worden bedacht dat alle responstijddistributiekwantielen van FCFS verbetert. Deze ontdekking opent veel nieuwe onderzoeksrichtingen in scheduling, b.v. "Hoeveel informatie over de taakomvang is nodig om FCFS te verbeteren?". Deze nieuwe fundamentele open problemen in scheduling zijn het onderwerp van dit projectvoorstel.Onderzoeker(s)
- Promotor: Van Houdt Benny
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Mean field modellen voor grootschalige computersystemen met algemene service tijden.
Abstract
De betrachting van dit project bestaat erin om mean field modellen te ontwikkelen op basis van partieel differentiaalvergelijkingen voor het modelleren van grootschalige computer systemen, om de nodige convergentie resultaten te bewijzen met betrekking tot deze modellen en om op basis van deze modellen nieuwe inzichten te verkrijgen in de werking van grootschalige computer systemen.Onderzoeker(s)
- Promotor: Van Houdt Benny
- Mandaathouder: Hellemans Tim
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Load balancing en scheduling in grootschalige computer systemen.
Abstract
De betrachting van dit project bestaat erin om nieuwe wachtrijmodellen te introduceren en te analyseren die inzichten verschaffen in de performantie van bestaande en nieuwe load balancing oplossingen voor grootschalige computer systemen. Bijzondere aandacht zal gaan naar de analyse van scheduling problemen met server affiniteit (zoals in MapReduce clusters), scheduling oplossingen die gebruik maken van redundantie (om de latency van server variabiliteit op te vangen) en state-full scheduling oplossingen. De analyze van deze scheduling oplossingen zal gebeuren aan de hand van mean field modellen en trace-based simulatie. Het project combineert technieken uit stochastische modellering, probabiliteit, dynamische systemen, numerieke analyze en simulatie.Onderzoeker(s)
- Promotor: Van Houdt Benny
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Mean field modellen voor grootschalige computersystemen met algemene service tijden.
Abstract
De betrachting van dit project bestaat erin om mean field modellen te ontwikkelen op basis van partieel differentiaalvergelijkingen voor het modelleren van grootschalige computer systemen, om de nodige convergentie resultaten te bewijzen met betrekking tot deze modellen en om op basis van deze modellen nieuwe inzichten te verkrijgen in de werking van grootschalige computer systemen.Onderzoeker(s)
- Promotor: Van Houdt Benny
- Mandaathouder: Hellemans Tim
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Bestelregels voor productie/voorraad systemen met endogene levertijden.
Abstract
Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.Onderzoeker(s)
- Promotor: Van Houdt Benny
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Ontwerp en analyse van garbage collection algoritmen voor flash-based solid-state drives.
Abstract
Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.Onderzoeker(s)
- Promotor: Van Houdt Benny
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Een nieuw paradigma voor het bedieningsproces in wachtlijnsystemen, met toepassingen in computer- en communicatienetwerken.
Abstract
Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.Onderzoeker(s)
- Promotor: Van Houdt Benny
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Design en analyse van multiple access algoritmen voor dynamische spectrum toegang.
Abstract
Om quality-of-service te garanderen, werd het draadloze spectrum op een statische manier gealloceerd. Als gevolg hiervan zijn er een aatnal frequentiebanden die niet tot hun volle capaciteit benut worden. Om de groeiende vraag naar draadloze bandbreedte te kunnen bijhouden, zijn er tweederangsgebruikers ingevoerd die gebruik te maken van de resterende bandbreedte van deze frequentiebanden. In project worden multiple access algoritmen die de transmissies van deze tweederangsgebruikers coördineren onwikkeld en geanalyseerd (gebruik makend van analytische methoden). Door de aanwezigheid van eersterangsgebruikers is dit probleem is fundamenteel verschillend van het traditionele (meerkanaals) toegangsprobleem. Het project is grotendeels gefocust op free access algoritmen (waarbij gebruikers steeds toegelaten zijn om zich toe te voegen) en tree algoritmen om mogelijke conflicten op te lossen. De belangrijkste performantiematen die in rekening gebracht worden zijn maximum stable throughput, de delay karakteristieken en het energieverbruik van deze algoritmen.Onderzoeker(s)
- Promotor: Van Houdt Benny
- Mandaathouder: Block Robbe
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Design en analyse van multiple access algoritmen voor dynamische spectrum toegang.
Abstract
Om quality-of-service te garanderen, werd het draadloze spectrum op een statische manier gealloceerd. Als gevolg hiervan zijn er een aatnal frequentiebanden die niet tot hun volle capaciteit benut worden. Om de groeiende vraag naar draadloze bandbreedte te kunnen bijhouden, zijn er tweederangsgebruikers ingevoerd die gebruik te maken van de resterende bandbreedte van deze frequentiebanden. In project worden multiple access algoritmen die de transmissies van deze tweederangsgebruikers coördineren onwikkeld en geanalyseerd (gebruik makend van analytische methoden). Door de aanwezigheid van eersterangsgebruikers is dit probleem is fundamenteel verschillend van het traditionele (meerkanaals) toegangsprobleem. Het project is grotendeels gefocust op free access algoritmen (waarbij gebruikers steeds toegelaten zijn om zich toe te voegen) en tree algoritmen om mogelijke conflicten op te lossen. De belangrijkste performantiematen die in rekening gebracht worden zijn maximum stable throughput, de delay karakteristieken en het energieverbruik van deze algoritmen.Onderzoeker(s)
- Promotor: Van Houdt Benny
- Mandaathouder: Block Robbe
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Schaalbare dimensioneringstechnieken voor optische grids
Abstract
Voor traditionele optische netwerk dimensioneringsproblemen bestaan er tal van technieken om de vereiste hoeveelheid netwerk resources te bepalen. In optische Grids maakt het echter weinig uit waar een taak wordt uitgevoerd. De bestemming is dus niet a priori gekend, waardoor de traditionele oplossingen niet langer van toepassing zijn. Het voorgestelde project tracht dit probleem op te lossen met behulp van Mean Field modellen en relaxatie technieken voor Integer Lineaire Programmeer problemen.Onderzoeker(s)
- Promotor: Van Houdt Benny
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Stochastische modellering van optische buffers en schakelsystemen gebaseerd op Fibre Delay Lines.
Abstract
Het opstellen van adequate stochastische modellen en bijhorende analysetechnieken om bet gedrag en de prestaties van optische buffers en schakelsystemen (opgebouwd uit FDL's) te kunnen voorspellen, vormt de primordiale doelstelling van dit onderzoeksproject. Met name zal dit project zich toeleggen op het (verder) ontwikkelen van wiskundige technieken die toelaten op snelle en efficiënte wijze uit de vooropgestelde modellen de belangrijkste performantiematen te berekenen. Typische voorbeelden van dergelijke performantiematen zijn de gemiddelde vertragingstijden die pakketten oplopen, de spreiding hierop, de kans dat een pakket verloren gaat, enz. Deze grootheden kenmerken ook de uiteindelijke kwaliteit ('Quality of service" of QoS) die een gebruiker van het netwerk ervaart.Onderzoeker(s)
- Promotor: Blondia Chris
- Co-promotor: Van Houdt Benny
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Nieuwe stochastische modellen voor het evalueren van telecomsystemen.
Abstract
De hoofdbetrachting van dit project bestaat erin om tal van nieuwe wachtlijnmodellen op te stellen en efficiënte computationele procedures te ontwikkelen om de geassocieerde performantiematen ervan te bepalen. Toepassingen van deze modellen situeren zich binnen de telecomwereld, met name in kabel (DOCSIS) access netwerken, optische schakelaars/buffers, het backbone Internet, etc.Onderzoeker(s)
- Promotor: Van Houdt Benny
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Nieuwe analytische technieken in Performantie Modelering van Telecommunicatie Systemen.
Abstract
'Het hoofddoel van dit project bestaat er in om tal van nieuwe wachtrijmodellen op te stellen en efficiënte computationele methodes te ontwikkelen die toelaten de belangrijkste performantiematen ervan af te leiden (bv. de wachttijdverdeling of het maximaal aantal gebruikers dat een resource kan delen zonder bepaalde afspraken tussen de eindgebruiker en de netwerkuitbater te verbreken). De keuze van de te beschouwen modellen wordt gedreven door de huidige vraag vanuit de telecomwereld. Voor een eerder beperkt aantal van deze systemen zijn er reeds een aantal resultaten gerealiseerd tijdens het huidige FWO postdoctoraal mandaat. De nadruk van dat project lag echter meer op het toepassen van bestaande wachtrijmodellen in breedband access netwerken, terwijl het ontwikkelen van nieuwe modellen van eerder ondergeschikt belang was. We kunnen dus stellen dat de scope van deze aanvraag wat ruimer is dan het voorgaande.Onderzoeker(s)
- Promotor: Blondia Chris
- Mandaathouder: Van Houdt Benny
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Ontwerp en performantie evaluatie van medium access controle (MAC) algoritmen in breedband access netwerken.
Abstract
In het kader van dit project trachten we de performatie te bepalen van random acces algoritmen. Deze algoritmen worden in hedendaagse acces netwerken, b.v., HFC of draadloze netwerken, gebruikt door eindgebruikers om bandbreedte te reserveren. De evaluatie gebeurt vanuit een theoretisch, alsook een praktisch oogpunt. Ook zal er heel wat aandacht besteed worden aan het mee ontwikkelen van de onderliggende queueing theorie, alsook de theorie van stochastische processen.Onderzoeker(s)
- Promotor: Blondia Chris
- Mandaathouder: Van Houdt Benny
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject