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基于微粒群算法的服务网格资源优化调度问题的研究

作　者: 廖宁
导　师: 刘建勋
学　校: 湖南科技大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 服务网格开放网格服务体系结构资源调度服务质量多目标优化微粒群算法
分类号: TP393.01
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

网格作为一种新兴的基础设施,目的是把地理位置上分散的资源集成起来,通过这种基础设施,用户不需要了解这个基础设施上资源的具体细节就可以使用自己需要的资源,从而实现互联网上所有资源的全面连通。目前网格应用领域的重点已开始从单纯的科学计算转到科学计算和非科学计算并重上面来。开放网格服务体系结构(Open Grid ServiceArchitecture,OGSA)的出现表明以前的资源管理模式已经不能满足应用的要求,以服务形式提供网格资源标准化的接口已成为趋势。服务网格结合了Web服务技术和网格技术代表了网格的发展方向。资源调度就是借助服务网格平台,通过资源管理和调度策略,合理地将任务分配给不同的异构资源,满足提交任务的用户的QoS(Quality ofService)需求,并使整个网格系统的任务执行达到最佳性能或用户最大满意度,实现网络资源共享。资源调度过程中多个实体,不同实体间QoS目标不同,甚至相互抵触,这就给资源调度带来了多种可能性。目前网格资源调度的研究的热点问题,集中在协调不同种实体间和同类实体内部的QoS要求的调度算法上,而选择一个高效的调度算是解决资源调度问题的关键。微粒群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)是新近出现的一种随机起始、平行搜索、有记忆的优化算法。该算法概念简单,易于理解,需要调整参数少,算法实现简单、速度快,同时具备很强的鲁棒性,在其他的领域已经有很好的应用。本文基于网格的基本概念、特点,研究了目前比较流行的服务网格体系结构,讨论了典型的网格技术与资源调度系统,并深入分析了微粒群算法的基本原理。在此基础上,考虑了时间和预算两项服务质量QoS用户需求约束,设计了基于微粒群智能优化算法的服务网格资源调度数学模型,改进了微粒编码结构,利用微粒群算法快速全局搜索,得到满足约束要求的多目标优化解。从仿真实验结果表明:微粒群算法应用于网格资源优化调度中,相较于其他算法任务响应时间较快,分配的任务更加合理,能够高效的利用网格资源,在求解多目标问题上具有很大优势。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-18
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 支撑项目  12-13
  1.3 本文的研究工作及意义  13-15
  1.4 论文结构  15-18
第二章工作基础及相关研究  18-39
  2.1 网格技术的发展  18-19
  2.2 网格研究现状  19-21
  2.3 服务网格技术  21-25
    2.3.1 服务网格基本特征  21-22
    2.3.2 服务网格体系结构—OGSA  22-25
  2.4 面向服务的网格资源调度管理概述  25-31
    2.4.1 网格资源特点  25-26
    2.4.2 网格资源调度模型  26-29
    2.4.3 资源调度算法  29-31
  2.5 微粒群算法  31-37
    2.5.1 基本微粒群算法  32-33
    2.5.2 算法流程  33-34
    2.5.3 PSO算法参数分析  34-36
    2.5.4 微粒群算法的特性  36-37
  2.6 本章小结  37-39
第三章资源调度模型  39-44
  3.1 问题定义  40
  3.2 优化问题的求解  40-41
  3.3 优化调度数学模型  41-43
  3.4 本章小结  43-44
第四章资源优化调度问题的设计  44-52
  4.1 编码机制  44-45
  4.2 适应度函数  45
  4.3 微粒群算法优化设计  45-48
    4.3.1 资源优化调度PSO算法设计  46
    4.3.2 基于微粒群算法的资源调度问题构建图  46-47
    4.3.3 问题约束条件的处理  47-48
    4.3.4 基本微粒群算法的改进  48
  4.4 罚函数优化方法的设计  48-49
  4.5 Pareto多目标优化方法的设计  49-51
  4.6 本章小结  51-52
第五章仿真实验与结果分析  52-59
  5.1 仿真环境  52
  5.2 仿真实验  52-58
  5.3 试验分析  58
  5.4 本章小结  58-59
第六章总结与展望  59-61
  6.1 总结  59
  6.2 展望  59-61
参考文献  61-65
致谢  65-66
附录A(攻读学位期间发表论文目录)  66-67
附录B(攻读学位期间参加研究项目)  67

基于微粒群算法的服务网格资源优化调度问题的研究

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