基于工作流的图像处理网格平台及其遥感应用

图像处理网络平台基于工作流实现资源共享和协同计算,是一个灵活、动态的图像处理问题解决环境.其中,网格工作流技术可满足灵活多变的应用需求,通用服务请求代理能实现异构网格服务的简单调用,动态工作流模型利用具有较强描述功能的扩展有向无环图建模语言进行定义.该平台已成功地应用于遥感图像处理.     

基于动态有色Petri网的网格服务工作流模型的研究

在深入了解网格技术、网格服务和网格工作流的概念、特点及其应用的基础上,提出了一种可行的网格服务工作流系统模型,重点介绍了动态优化建模技术、动态调度算法的实现思想.定义了一种动态有色Petri网作为服务工作流的建模工具,支持服务工作流的动态优化建模和动态调度,并为服务工作流模型提供性能评价依据.验证表明采用该模型能够很好地满足用户的QoS要求,并且有助于提高资源利用率.     

一个分布式动态工作流管理系统模型*

论述了分布式工作流管理系统的研究现状及其在企业高动态协作环境下应用时所展现的不足,提出了一个分布式动态工作流管理系统的体系结构模型。该模型在分布式的基础上增加了相当的动态性,支持流程的分布式动态定义及流程的分布式动态执行,并能屏蔽掉建模语言的独立性,从而在工作流引擎的层次上集成已有的工作流系统。     

一种网格工作流动态调度算法

由于网格系统异构和资源动态变化,网格工作流多个任务对资源的不同需求,以及任务之间的时序、因果和数据依赖关系,使得网格工作流调度问题非常复杂,低性能的资源和任务调度策略,将会增加任务的执行时间并降低整个网格系统的吞吐量。本文针对网格工作流的特点提出了一种动态调度算法,该算法追求优化执行时间和系统负载均衡的双重目的,最后通过实验验证了该算法的可行性和优越性。     

基于截止时间满意度的网格工作流调度算法

动态网格环境中用户截止时间保障是工作流调度问题的一个挑战.利用随机服务模型来描述网格资源的动态处理能力及其动态负载压力,提出了截止时间满意度的概念和工作流截止时间满意度的计算方法.将以DAG图形式表示的任务执行关系转换为以数值表示的任务执行优先级,并根据最大截止时间满意度优先的思想,确定执行工作流子任务的候选资源;将工作流全局截止时间划分问题描述为一个约束下的非线性规划问题并通过已有方法求解该问题,提出了一种截止时间满意度增强的工作流调度算法(DSESAW).仿真实验采用实际网格应用和系统数据来验证所提出算法的性能表现,实验结果表明新算法在网格环境的自适应性和用户截止时间保障方面优于其他两种实际网格系统中的调度算法.     

面向网格服务的工作流系统应用集成研究

工作流管理系统(WfMS)已经成为实现企业应用集成的重要手段,然而,随着开放网格体系结构的迅速发展,现有的工作流管理系统难以实现工作流系统内部和外部应用的无缝集成。在研究网格服务的基础上提出了面向网格服务的工作流系统应用集成方案,给出了体系结构,分析了工作流系统借助GT3中间件使用网格服务的过程。该方案将所有的集成接口统一为网格服务,比原有的工作流系统模型具有跨平台、接口统一、实现简单等优点,从而能够使得工作流系统应用真正实现无缝集成。     

面向Web服务的工作流建模语言比较

面向Web服务的工作流系统能很好地满足现代企业应用集成和协作的需求，而其工作流建模语言是该类工作流系统的核心，文中简要介绍了两种面向Web服务的工作流建模语言：WSFL和XLANG，从控制转移，数据传递，异常处理，事务支持等方面对两种语言进行了详细的比较，总结了两种建模语言在各方面的优劣。     

基于XML和Agent联邦的工作流建模方法

介绍一种基于XML和Agent联邦的工作流建模方法，目的在于建立分布式环境下灵活的，动态的工作流管理过程。该方法将工作流管理系统组织成一个可能嵌套的Agent联邦，将工作流定义为一个由Agent联邦协同完成的活动集合。面向活动分担的联合意向是Agent进行工作流规划的依据与手段，它成功地解决了工作流过程分解的静态性与工作流过程运行的动态性之间的矛盾。文中方法采用的过程建模语言是建立在XML的基础上，与传统的过程建模语言相比，它具有更强的可操作性与可扩展性。最后介绍了工作流建模环境以及利用该环境进行工作流建模的过程与步骤。     

网格工作流引擎的设计与实现

针对传统工作流调度策略只强调任务的执行顺序、忽略任务本身相互间的逻辑关系等不足,基于GT4网格环境,以网格服务及其间的协作关系为出发点,设计并实现了用DAG(directed acyclic graph)模型描述网格工作流,并通过网格服务流语言(gridserviceflowlanguage,GSFL)形式化解析工作流的网格工作流引擎系统架构。在该架构中,设计并实现了基于Dijkstra的工作流调度算法,通过实例对该网格工作流引擎和调度算法进行了实验,实现了预期效果。     

面向网格服务的工作流系统应用集成研究

工作流管理系统（wfMS）已经成为实现企业应用集成的重要手段，然而，随着开放网格体系结构的迅速发展，现有的工作流管理系统难以实现工作流系统内部和外部应用的无缝集成。在研究网格服务的基础上提出了面向网格服务的工作流系统应用集成方案，给出了体系结构，分析了工作流系统借助GT3中间件使用网格服务的过程。该方案将所有的集成接口统一为网格服务，比原有的工作流系统模型具有跨平台、接口统一、实现简单等优点，从而能够使得工作流系统应用真正实现无缝集成。     

军事网格工作流调度算法研究

针对军事网格应用及工作流的特点,提出一种基于网格工作流分割的调度算法。采用基于有向无环图的工作流建模方法,对网格工作流的相关概念进行形式化定义。在确定基本工作流之间的复合关系后,对网格工作流中的任务实施调度。实例结果表明,该算法能减少网格工作流的任务执行时间,具有较好的调度性能。     

基于扩展计算网的分层网格工作流支撑环境

针对实现资源共享和协同工作的网格技术应用研究与发展现状，提出了分层网格工作流体系结构:在设计层利用网格工作流逻辑和网格工作流语义建模网格工作流，在运行层利用网格工作流调度引擎和网格工作流实施引擎完成任务的实施，在资源层通过网格中间件和运行层交互。为支持上述结构，在(扩展)工作流网和计算网基础上，定义了扩展计算网模型。最后以实例说明了分层网格工作流建模支撑环境的具体应用。     

多QoS约束的双目标最优的网格工作流调度研究*

针对当前网格工作流调度算法中大多只考虑DAG结构的网格工作流,涉及QoS参数较少或将多QoS参数聚合成一个单目标函数进行优化调度,提出了一种多QoS约束的双目标最优的网格工作流调度算法。该算法是基于AGWL网格工作流模型和改进的MOPSO算法,其目标是在满足可靠性、可利用性和声誉这三维QoS参数约束下,同时最小化两个冲突目标,即响应时间和服务费用。通过与原MOPSO所设计的网格工作流调度算法比较,该算法能获得更优的优化解。     

A rotary chaotic PSO algorithm for trustworthy scheduling of a grid workflow

In this paper, a rotary chaotic particle swarm optimization (RCPSO) algorithm is presented to solve trustworthy scheduling of a grid workflow. In general, the grid workflow scheduling is a complex optimization problem which requires considering various scheduling criteria so as to meet a wide range of QoS requirements from users. Traditional researches into grid workflow scheduling mainly focus on the optimization constrained by time and cost. The key requirements for reliability, availability and security are not considered adequately. The main contribution of this study is to propose a new approach for trustworthy workflow scheduling in a large-scale grid with rich service resources, and present the RCPSO algorithm to optimize the scheduling performance in a multi-dimensional complex space. Experiments were done in two grid applications with at most 120 candidate services supplied to each task of various workflows. The results show better performance of the RCPSO in solving trustworthy scheduling of grid workflow problems as compared to GA, ACO and other recent variants of PSO.     

融合DE和NSGA-Ⅱ算法的网格工作流调度研究*

针对当前网格工作流调度算法中大多只考虑DAG结构的网格工作流、考虑QoS维数较少及将多QoS参数聚合成一个单目标函数进行优化调度的现状,基于AGWL网格工作流模型,提出了一种带QoS约束的多目标优化的网格工作流调度算法,该算法是将DE的变异和交叉算子替换NSGA-Ⅱ中的变异和交叉操作所设计的一种调度算法。通过与基于NSGA-Ⅱ的网格工作流调度算法比较,表明了该算法的有效性。     

Dependable Grid Workflow Scheduling Based on Resource Availability

Due to the highly dynamic feature, dependable workflow scheduling is critical in the Grid environment. Various scheduling algorithms have been proposed, but seldom consider the resource reliability. Current Grid systems mainly exploit fault tolerance mechanism to guarantee the dependable workflow execution, which, however, wastes system resources. The paper proposes a dependable Grid workflow scheduling system (called DGWS). It introduces a Markov Chain-based resource availability prediction model. Based on the model, a reliability cost driven workflow scheduling algorithm is presented. The performance evaluation results, including the simulation on both parametric randomly generated DAGs and two real scientific workflow applications, demonstrate that compared to present workflow scheduling algorithms, DGWS improves the success ratio of tasks and diminishes the makespan of workflow, so improves the dependability of workflow execution in the dynamic Grid environments.     

Overhead Analysis of Scientific Workflows in Grid Environments

Scientific workflows are a topic of great interest in the grid community that sees in the workflow model an attractive paradigm for programming distributed wide-area grid infrastructures. Traditionally, the grid workflow execution is approached as a pure best effort scheduling problem that maps the activities onto the grid processors based on appropriate optimization or local matchmaking heuristics such that the overall execution time is minimized. Even though such heuristics often deliver effective results, the execution in dynamic and unpredictable grid environments is prone to severe performance losses that must be understood for minimizing the completion time or for the efficient use of high-performance resources. In this paper, we propose a new systematic approach to help the scientists and middleware developers understand the most severe sources of performance losses that occur when executing scientific workflows in dynamic grid environments. We introduce an ideal model for the lowest execution time that can be achieved by a workflow and explain the difference to the real measured grid execution time based on a hierarchy of performance overheads for grid computing. We describe how to systematically measure and compute the overheads from individual activities to larger workflow regions and adjust well-known parallel processing metrics to the scope of grid computing, including speedup and efficiency. We present a distributed online tool for computing and analyzing the performance overheads in real time based on event correlation techniques and introduce several performance contracts as quality-of-service parameters to be enforced during the workflow execution beyond traditional best effort practices. We illustrate our method through postmortem and online performance analysis of two real-world workflow applications executed in the Austrian grid environment.     

基于改进AOV网的轻量级工作流模型研究与设计

针对现有工作流模型在应对大型复杂系统时的不足,引入轻量级模型的概念,提出一种基于改进AOV网的轻量级工作流模型以满足大型复杂业务流程的工作流管理需求。在对模型进行详细定义与设计的同时,给出了流程调度中关键的两个算法--分支的调度算法及汇聚的同步算法以确保流程的准确运行。通过对一个具体实例的流程建模分析,体现了模型的轻量级优势并采用图论的分析手段对模型进行静态及动态验证,证明了模型的合理性。     

基于OGSA网格的分层式网格任务调度器设计

文章根据网格任务调度的需求、网格任务调度的特点,在充分分析一般网格任务调度的过程等的基础上,另外考虑到了网格计算环境的一些特点,比如虚拟化、分层次及自治的本质特征,以及在工作流任务协同需求下网格任务的资源依赖、粗粒度、重复执行等特性的前提下,改进设计了一种网格工作流任务主从式分层调度模型,并给出了调度策略和调度算法实现。该调度器模型在实际的网格工作流任务协同系统中得到了较好的应用效果。