一种无线传感器网络中多应用系统级分布式接入控制策略

本文从无线传感器网络中多应用场景下的能量管理问题出发提出了一个系统级分布式接入控制策略.其目的为在一定的网络初始配置能量的前提下最大化总用户收益期望值.在设计该策略时,本文将多应用接入控制问题抽象成为一个特殊的“动态随机背包问题”,并采用相关理论对该问题建立了模型.为了求解这一模型,本文还提出了一个估计应用Reward及Cost联合概率分布的方案.并采用相关算法对该模型进行了求解,并据此设计了最优系统级分布式接入控制策略.经实验表明,本文提出的分布式接入控制策略能在各种网络初始能量配置下获取显著的总用户收益期望值的提高.另外,经实验还发现可以采用一个最优阈值的＂阈值准则＂来获取次优的接入控制效果,从而大大简化最优接入控制策略的设计.     

一种基于排队论的系统性能评价软件设计

本文通过对系统性能评价方法的比较和分析，设计一种基于排队网络的可视化离散事件系统仿真与性能评价软件模型，介绍了该模型的体系结构和主要特点。     

一种通用的移动智能网SCF排队网络模型

在分析移动智能网SCF（Service Control Function）软件功能模型的基础上，提出了一种通用的SCF排队网络模型．然后以移动智能网中的预付费业务和短消息业务为例，使用具有反馈的M／G／1排队系统分析了业务消息的时延与消息到达率之间的关系，同时通过仿真对结果进行验证．仿真和分析结果的一致性表明，该排队网络模型是一个有效的数学模型，能用于快速地预测SCP（Service Control Point）系统的性能．     

基于分层排队网络模型的分布式系统性能评价

关于并发或分布式系统的性台匕评价是一个广泛研究的课题,提供有效的数学理论工具、直观的模型描述方法和有效的模型分析方法,是系统性能评价所面临的关键问题。传统的性能模型——排队网络模型已很难分析这样复杂的系统,分层排队网络（Layered Queueing Net,LQN）模型是排队网络模型的扩展,可以用来分析相互依赖任务间的冲突。介绍了分层排队网络模型的原理及研究现状,并以DBMS为例,建立了DBMS的分层排队网络模型。     

铁路集装箱中心站装卸系统排队模型及分析

针对铁路集装箱中心站装卸系统的设备性能运用闭排队网络模型进行研究。根据铁路集装箱中心站装卸系统的作业特点建立其闭排队网络模型,在该模型中内部集装箱卡车作为顾客在轨道门吊和正面吊两个服务节点以及一个虚设的“运输”服务节点接受服务。由于服务节点的服务时间不能很好地用传统分布表示,导致针对乘积形式排队网络的求解方法并不适用。于是采用近似平均值分析算法求解闭排队网络模型并获得相关的设备性能参数,并分析了装卸系统的设施配置。最终通过与仿真模型所得结果的对比,验证了模型和求解算法的正确性。     

主动网络中基于多代理系统的流量均衡*

主动网络流量均衡控制ATEC是一种在主动网络环境中,基于多代理MA系统的网络性能控制机制。该方法将多路径路由和资源分配相结合,利用非线性规划启发式算法——多路径等性能策略,实现网络流量和带宽资源的均衡配置,从而避免或减少网络拥塞的发生,达到提高网络性能的目的。着重介绍了ATEC的多代理MA系统实现,包括基本算法、一般模型、代理设计和合作模型的设计,并给出了仿真结果。     

网络控制系统的增广状态极点配置设计法

参数时变系统可以通过增广状态法转换成一种标准形式．本文应用极点配置设计法，设计了基于网络控制系统标准形式模型的控制规律和观测器，并证明了分离定理仍然成立．仿真研究表明该设计方法应用到网络控制系统的有效性．     

电压型Buck电路控制器的复频域设计及仿真研究

通过分析电压型Buck电路控制器,在复频域下用模拟和数字两种方法对Buck变换器的补偿网络进行了设计.应用PSpice软件建立了系统的模拟电路模型,对系统的频率特性进行了仿真,并用Mathcad仿真软件对复频域下系统连续模型的频率特性进行了验证.然后运用根轨迹理论讨论了一种基于根轨迹和零极点配置的数字控制器设计方法,根据系统性能指标设计了补偿网络,并用Matlab仿真软件对控制系统离散数学模型进行了特性仿真.仿真结果表明用该方法所设计的控制器性能与模拟电路建立的控制器性能完全相同.经过离散化的控制器数学模型可以方便地在DSP等数字信号处理器上实现,为开关变换器的数字化控制提供了简便的实现方法.     

DCF及其自适应竞争窗口改进算法的仿真研究

基于Ad Hoc网络IEEE 802.11协议原理,对Ad Hoe网络标准DCF算法进行了改进,提出了一种自动调整最小竞争窗口的退避算法(adaptive minimum contention window binary exponential backoff algorithm,AWBEB算法),建立了AWBEB算法的二维Markov链模型,依据 DCF 和 AWBEB 算法模型思想设计了一个多参数选择仿真程序,并应用编程仿真方法对 DCF 和AWBEB 算法的网络吞吐量和系统延时等性能进行了仿真研究.研究结果表明,论文设计的仿真程序可普遍适用 DCF 和AWBEB算法,编程仿真结果正确;与标准DCF算法相比,AWBEB算法具有更好的吞吐量、时延性能.     

高性能交换与调度仿真平台的设计与实现

仿真实验已成为交换结构和调度策略性能评价的重要手段,而目前存在的交换结构与调度策略的仿真软件在可继承性与可扩展性方面还存在缺陷.基于Crossbar交换结构,建立数学模型,引入系统级设计方法,采用面向对象技术,设计并实现了用于研究交换结构和调度策略的仿真平台——SPES(switching performance evaluation system).该平台集成了输入排队、输出排队、联合输入输出排队、联合输入交叉点排队等多种交换结构以及相应调度策略.设计上实现了业务流、交换结构和调度策略三者之间的分离,具有良好的可继承、可扩展特性.用户通过与仿真平台之间的简单交互,完成模块的添加与仿真环境参数的配置,在支持变长业务、区分服务质量模型和多交换平面仿真方面具有良好的特性.通过简单扩展。该平台还可以实现网络级性能仿真.最后给出了基于该平台,在CICQ(combined input and crosspoint queuing)交换结构下,对所提出的支持DiffServ模型的分布式调度策略DS(DiffServ supporting algorithm)在不同业务流模型下的性能测试结果,并与输入、输出排队交换结构进行了比较,展示了DS良好的性能,验证了仿真平台的合理性.     

Performance Analytic Models and Analyses for Workflow Architectures

The design and implementation of a workflow management system is typically a large and complex task. Decisions need to be made about the hardware and software platforms, the data structures, the algorithms, and network interconnection of various modules utilized by various users and administrators. These decisions are further complicated by requirements such as flexibility, robustness, modifiability, availability, performance, and usability. As the size of workflow systems increases, organizations are finding that the standard server/client architectures, and off-the-shelf solutions are not adequate. We can further see that in the future, very large-scale workflow systems (VLSW) will become more complex, and more prevalent. Thus, one further requirement is an emphasis of this document: scalability. For the purposes of our scalable workflow investigations, we describe a framework, a taxonomy, a model, and a methodology to investigate the performance of various workflow architectures as the size of the system (number of workcases) grows very large.First, this paper presents a novel workflow architectural framework and taxonomy. We survey some example current workflow products and research prototype systems, illustrating some of the taxonomical categories. In fact, most current workflow architectures fall into only one of the many categories of this taxonomy: the centralized server/client category. The paper next explains a performance analysis methodology useful for exploring this taxonomy. The methodology deploys a layered queuing model, and performs mathematical analysis on this model using a modified MOL (method of layers) combined with a linearization algorithm. Finally, the paper utilizes this methodology to compare and contrast the various architectural categories, providing interesting results about performance as the number of workcases increases. Our analytic results suggest that (a) for VLSW performance determination, software architecture is as important as hardware architecture, and (b) alternatives to the client server architecture provide significantly better scalability.     

分布式路由器转发引擎性能分析

提出了一种基于泊松分布的排队模型，该模型能够有效地描述分布式路由器体系结构，通过对该模型的分析和计算，可以得了分布式路由体系结构中系统的性能，在多处理器分布式路由器样机上，采集了真实网络环境的性能数据，这种经过验证的性能分析方法可以用于系统的前期设计，与软件仿真或样机仿真相比，该方法具有简单性和先验性。     

动态跟踪系统的性能模型

能用于生产环境中进行实时监控和实时调优的动态跟踪系统在跟踪过程中会给被跟踪的程序和系统引入未知的性能影响。为估算和量化这一影响值,通过对动态跟踪系统的软件架构和运行流程等方面的分析,提出计算该影响值的方法,并实测获取了计算过程中所需的各种参数。实验结果表明,该性能模型能够准确地对影响值进行预判。     

Performance analysis of aspect-oriented UML models

Aspect-Oriented Modeling (AOM) techniques allow software designers to isolate and address separately solutions for crosscutting concerns (such as security, reliability, new functional features, etc.). Current AOM research is concerned not only with the separate expression of concerns and their composition into a complete system model, but also with the analysis of different properties of such models. This paper proposes an approach for analyzing the performance effects of a given aspect on the overall system performance, after the composition of the aspect model with the system’s primary model. Performance analysis of UML models is enabled by the “UML Performance Profile for Schedulability, Performance and Time” (SPT) standardized by OMG, which defines a set of quantitative performance annotations to be added to a UML model. The first step of the proposed approach is to add performance annotations to both the primary and the aspect models. An aspect model is generic at first, and therefore its performance annotations must be parameterized. A generic model is converted into a context-specific aspect model with concrete values assigned to its performance annotations. The latter is composed with the primary model, generating a complete annotated UML model. The composition is performed in both structural and behavioural views. A novel approach for composing activity diagrams based on graph-rewriting concepts is proposed in the paper. The next step is to transform automatically the composed model into a Layered Queueing Network (LQN) performance model, by using techniques developed in previous work. The proposed approach is illustrated with a case study system, whose primary model is enhanced with some security features by using AOM. The performance effects of the security aspect under consideration are analyzed in two design alternatives, by solving and analyzing the LQN model of the composed system.     

服务合成的性能预测

One benefit of SOA is from service composition which combines existing services to form a new valued-added service in the form of business process. This also creates the need to ensure that the performance of those composite services meets the business requirements. This paper proposes a method for evaluating the performance of composite services. We automatically transform a composite service modeled by BPEL, into a performance model based on Layered Queuing Networks (LQN) and then leverage existing LQN solvers to predict their performance. The inputs to our transformation algorithm are an XML file which contains a service composition model complying with the BPEL4WS specification, a related performance profile and a service topology. The output of the model is the corresponding LQN model which can be directly analyzed using existing LQN solvers.     

基于随机Petri网的IP-SWAN系统性能评价

在分析基于iSCSI协议的IP存储广域网(IP-SWAN)的数据传输流程的基础上，提出了IP-SWAN系统的随机Petri网模型和一种新的基于变迁的串并联等价变换计算系统I/O响应时间的SPNA方法。基于SPNA方法的性能分析和预测结果表明，在低速网环境下，网络传输速率是系统性能的主要瓶颈，提高网络带宽可以有效地改进整个系统性能。在高速网环境下，提高中心节点的读缓存命中率和CPU处理效率，可以降低系统的I/O响应时间。     

基于单片机协议转换器在动力监控系统中应用

由于在动力系统的各种类型动力设备采用不同的协议,要实现组网监控,就要进行相关的协议转换，本文主要简述了一种基于单片机实现协议转换的整体方案,并改进硬件和软件设计,提高单片机运行稳定性和数据传输的可靠性，用该方案设计的协议转换器,在实际中应用中达到预期目的。     

一种UML 软件架构性能预测方法及其自动化研究

软件性能需求作为软件质量需求的重要组成部分,已受到人们极大的重视.而只在软件开发周期后期才重点关注软件性能需求的传统软件开发方法,将给开发者带来高风险和高成本等后果.如果能在软件开发周期的早期对软件系统性能进行预测,可以提前发现软件系统架构存在的性能瓶颈,并找出可能的优化方案,对各种设计方案进行比较以得出最优的软件系统架构.研究了一种基于模型的UML 软件架构性能预测方法:该方法选取软件架构设计中的UML 用例图、活动图和构件图,并引入构造型和标记值,将它们扩展为UML SPT 模型;进而,通过转换算法将UML SPT 模型转换为排队网络模型,该算法可处理同时包含分支节点和汇合节点的UML 模型活动图;最后,利用频域分析理论求解排队网络模型,以得出性能参数及性能瓶颈.同时介绍了UML 软件架构性能自动化工具的设计方案,并给出了软件架构性能预测实例.     

着色Petri网对高性能集群的建模与性能评估

针对形式化建模方法导致的状态空间爆炸问题,提出了一种基于Petri网的高性能集群建模与性能评估方法.首先分析了高性能集群的系统架构,构建了模型的总体结构;然后针对集群系统建立了相应的任务产生子模型和调度子模型,并通过对Petri网进行着色,根据不同种类任务的执行特点设计了相应的任务处理模型.仿真结果表明,利用所建立的模型能够有效评估关键参数对集群性能的影响.