基于时间约束的软件工程资源配置Petri网检测模型

随着物联网、云计算等大规模分布式系统在国内的日益流行,软件工程的应用环境已经不可避免的转向适用于分布式环境。而已有的基于时间约束的软件工程资源动态配置模型大都有所局限,无法评价其在大规模分布式环境中的效果。文中提出了一种基于Petri网模型的基于时间约束的软件工程资源动态配置检测模型,依据petri网理论,模拟大规模分布式环境下,检测异构软件工程资源动态配置模型间的协作与冲突。从而为软件工程资源动态配置模型更好的应用于实践,提供坚实的理论基础。实验证明,该方法可以及时的发现大规模分布式环境中,软件工程资源动态配置模型的冲突,为设计者及时反馈信息,避免损失。     

基于时间约束的软件工程资源配置petri网检测模型

随着物联网、云计算等大规模分布式系统在国内的日益流行,软件工程的应用环境已经不可避免的转向适用于分布式环境。而已有的基于时间约束的软件工程资源动态配置模型大都有所局限,无法评价其在大规模分布式环境中的效果。本文提出了一种基于petri网模型的基于时间约束的软件工程资源动态配置检测模型,依据petri网理论,模拟大规模分布式环境下,检测异构软件工程资源动态配置模型间的协作与冲突。从而为软件工程资源动态配置模型更好的应用于实践,提供坚实的理论基础。实验证明,该方法可以及时的发现大规模分布式环境中,软件工程资源动态配置模型的冲突,为设计者及时反馈信息,避免损失。     

基于Time Petri Nets的实时系统资源冲突检测

Time Petri Nets在实时系统的建模和性能分析中得到广泛应用,而冲突是Petri网及其扩展模型的重要行为,解决冲突是正确分析模型动态行为的关键.目前随机Petri网、混合Petri网和区间速率连续Petri网的冲突检测方法由于没有考虑到时间约束因此无法在TPN网中使用.时间约束的引入使得Time Petri Nets模型的使能和触发语义比Petri网模型的语义复杂,冲突检测变得更加困难.为了计算冲突发生的时间和概率,首先根据时间约束,给出了变迁持续使能时延迟区间的计算方法,并证明了该方法的合理性和完备性;然后在此基础上定义并证明了Time Petri Nets模型中不冲突的检测方法;并提出了Time Petri Nets模型的冲突检测方法,给出了冲突时间区间和变迁实施概率的计算方法;最后通过实例验证说明了该方法的正确性和有效性.     

一种支持动态任务分配的协同设计方法

协同设计是一种复杂的、由不同领域的专业人员参加的群体活动.介绍了一种多Agent设计系统中的协作方法,提出了支持动态任务分配的公告板机制以及设计过程中的冲突协调方法.公告板模型结合了黑板模型与合同网模型的优点,有效地利用Agent的自主性和协作性,采用分布与集中相结合的方式,克服了在分布式环境下进行动态任务分配时采用黑板模型与合同网模型的不足之处.同时,所提出的冲突预检查及冲突处理的方法可以在设计的早期阶段发现和解决冲突,以避免不必要的资源浪费.     

基于分布式感知-行为网的机器人实时环境学习和导航方法

利用机器人自身的时空经验,在缺乏全局坐标信息、罗盘信息和环境先验模型的情况下,建立基于分布式感知-行为网的空间模型.因为该网络是完全分布的,所以提供了定常的定位时间和线性的路径规划时间.实验结果表明,将分布式感知-行为网作为环境模型可以更好地与基于行为系统相融合;并且利用环境上下文匹配算法可以有效解决迷宫环境的"感知混淆"问题;文中给出了基于环境熟悉度的环境动态探测方法,实现了有效的环境探测.     

一种面向云服务组合的策略冲突检测机制

针对云服务组合的策略冲突问题,研究了云服务中属性间关系及组件服务间组合关系的特点,提出了基本类型冲突、层次关系冲突、互斥关系冲突、组合关系约束冲突四种冲突类型;设计了能够直观表达策略中多种关系的策略生成图模型,该模型具有结构灵活、易于更新和动态扩展的优点;将冲突检测问题转化为图的连通性问题,提出了一种基于策略生成图模型的冲突检测机制,实现了对云环境下大规模策略集中冲突策略的高效检测。最后,开展仿真实验,验证、评估了检测机制的有效性和检测效率。     

基于TCPN的协同设计过程资源约束可调度性分析

设计资源的有限性和设计活动的并发性会导致产品协同设计过程中的资源冲突.针对具有时间属性的产品协同设计过程资源约束的可调度性问题,采用时间约束Petri网理论提出一种产品协同设计过程资源约束网模型,定义了具有单一资源库所输入和多个资源库所输入的设计活动变迁的可调度性概念及其判定规则.把协同设计的资源约束可调度性划分为弱可调度和强可调度2类,通过引入变迁序列的token到达资源库所时间上下界的概念,给出了产品协同设计过程资源约束的可调度性规则及算法.最后通过一个链式输送机传动系统的协同设计资源约束模型,验证了文中方法的有效性.     

基于时间约束和上下文的访问控制模型研究

随着网络应用的普及,分布式环境中的访问控制受到越来越多的关注.Web服务作为一种新型的分布式计算模式,其动态、开放、异构的特点决定其需要更加灵活、细粒度的动态授权机制.目前的访问控制模型越来越不能满足面向服务计算环境的安全需求.提出了一个基于时间约束和上下文的动态访问控制模型TCDAC.该模型对基于角色的访问控制进行扩展,引入时间约束和上下文的概念,使访问控制的授权与时间有关,并能根据上下文信息动态地做出访问控制决定,提高了访问控制的安全性,满足了面向服务系统访问控制对动态性的需求.     

基于优先关系的飞机机载设备维修拆卸CPN模型

现有的拆卸Petri网模型用于维修拆卸序列规划时,存在约束关系描述不准确、网系统模型结构复杂等不足.文中根据飞机机载设备维修拆卸的特点,考虑拆卸优先约束关系对拆卸时间的影响,提出了基于拆卸优先约束关系和着色网的DCPN模型.首先建立m维可拆情况下拆卸优先矩阵的生成方法,并改进其取值和表征,解决了设备间约束关系的准确描述问题;然后采用着色网建模方法简化了网系统模型.基于DCPN的可达图和有界、并发、冲突等动态特性,实现了对拆卸序列及其并发操作的自动求解.最后通过实例证明了DCPN模型以及相应的拆卸序列求解方法的正确性.     

基于移动Agent的个性化数字学习模型研究

在开放、动态的学习资源网络环境中,个性化服务支持对在线学习者尤其重要.讲述了在基于web服务技术的分布式学习环境中如何构造一个分布式的个性化数宁学习环境.在建立服务代理的功能模型的基础上,构造了一种基于多移动Agent的个性化数字学习(E-Learning)框架模型,阐述了其工作流程并进行了结构分析;引入Petri网模型,设计了基于移动Agent的联邦组建与动态服务合成算法;说明了系统实现的技术手段与方法.从对系统模型雏形的应用与性能监测来看,系统模型实现切实可行且运行性能良好.     

基于TCPN的产品协同设计过程时序逻辑推理研究

针对具有动态、并发、不确定性特点的协同设计过程的设计活动模糊时间推理问题,基于时间约束Petri网理论,建立一种产品协同设计过程模型及其时间约束关系模型.通过分析协同设计过程的时间约束类型,提出了协同设计活动间的时间约束触发规则与推理机制,以及不同触发规则下的时间运算关系;最后通过一个链式输送机协同设计过程实例,验证了文中模型的相关结果,并开发了一个基于时间约束Petri网的协同设计过程时序推理仿真系统.     

基于改进遗传算法的分布式电源并网优化配置

随着国家电网对分布式电源并网市场的开放,将分布式电源集成到现有配电系统是今后电力系统的发展趋势。以配电网网损和节点电压偏移最小化为优化目标,考虑支路电流约束、分布式发电单元容量和总接入容量等约束条件,构建大规模分布式电源并网优化配置模型。并提出基于均匀设计的改进遗传算法进行寻优计算,避免了遗传算子的盲目试凑,可以较好地兼顾多目标优化Pareto解集的多样性与快速性,有效提高优化精度。算例对比分析结果表明,通过对分布式电源接入配电网的合理优化配置,可以有效降低系统网损,提高配电网电压的稳定性。     

面向GPU集群的动态资源调度方法

深度神经网络（deep neural network,DNN）已广泛应用于人类社会的许多领域.大规模的DNN模型可显著提高识别精度，然而在单个GPU设备上训练大规模的DNN模型需要耗费大量的时间.因此，如何借助分布式深度学习（distributed deep learning,DDL）技术，在GPU集群上并行地训练多DNN模型已受到工业界和学术界的广泛关注.基于此，提出一种面向GPU集群的动态资源调度（dynamic resource scheduling,DRS）方法，解决异构带宽环境下具有截止时间要求的多DNN任务调度问题.具体来说，首先基于Ring-AllReduce通信方式构建资源-时间模型，以衡量DDL任务在不同资源方案下的运行时间；然后基于截止时间需求构建了资源-性能模型，以实现高效的资源利用；最后，结合上述资源-时间和资源-性能模型设计了DRS算法，为多DNN任务训练实现资源方案决策.在DRS算法中融入最近截止时间原则进行实际资源分配，并利用资源迁移机制减少调度过程中出现的资源碎片场景的影响.在4个NVIDIA GeForce RTX 2 080 Ti的GPU集群上的异构...     

动态规划算法在软件工程管理中的应用

软件工程学科在理论研究和实践应用中都取得了巨大成就,逐渐形成了方法、工具和管理三大要素.然而,这三要素的发展是不均衡的,相对于方法和工具,管理的理论研究和科学应用都显得滞后,已经成为软件工程学科发展的瓶颈问题.软件工程管理的本质是如何在软件工程生命周期的各个阶段最佳地配置人员、资金和时间三种资源,以取得软件质量最优化.它是一个多阶段决策问题,具有动态规划算法中多段图的特点.文中将动态规划算法应用到软件工程管理的决策之中.     

串并行软件系统测试资源动态分配建模及求解

系统测试是软件开发各个阶段中最消耗时间和资源的阶段,对于串并行软件系统来说,系统可靠性随着测试时间的推进会发生变化,如果再按照最初的方案分配测试资源,可能会造成测试资源的浪费,这时需要分阶段对测试资源进行再分配.在基于搜索理论的软件工程领域展开研究,首先,在分析测试资源、测试代价和系统可靠性关系的基础上构建了以测试资源为约束,以最大化可靠性和最小化测试成本为目标的测试资源多目标动态分配模型,按照测试进程的推进,动态地分配测试资源;然后,基于具有改进种群初始化策略的“一维整数向量编码”差异演化算法,提出了一种针对串并行软件系统的测试资源动态分配算法.对比实验结果表明,测试资源动态分配模型在保证系统可靠性的前提下,有效地节省了系统测试的消耗,提高了串并行软件系统的开发效率.     

基于Kubernetes的分布式TensorFlow平台的设计与实现

文中介绍了基于Kubernetes的分布式TensorFlow平台的设计与实现,针对分布式TensorFlow存在的环境配置复杂、底层物理资源分布不均、训练效率过低、模型研发周期长等问题,提出了一种容器化TensorFlow的方法,并基于Kubernetes容器PaaS平台来统一调度管理TensorFlow容器。 文中将Kubernetes和TensorFlow的优点相结合,由Kubernetes提供可靠、稳定的计算环境,以充分发挥TensorFlow异构的优势,极大地降低了大规模使用的难度,同时建立了一个敏捷的管理平台,实现了分布式TensorFlow资源的快速分配、一键部署、秒级启动、动态伸缩、高效训练等。     

基于SOA的发布/订阅系统设计

企业电子商务的迅猛发展已经改变了分布式系统的规模.传统的基于请求/应答的点对点、同步通信已不能满足大规模动态分布式应用环境.基于SOA的发布/订阅系统模型是目前广泛使用的通信模型.支持发布者和订阅者之间在时间、空间和控制流方面的非耦合以及多对多通信模式.提供了分布式系统所要求的松散耦合.本文提出并实践了一种基于SOA的发布/订阅系统设计方法,为大规模分布式环境中应用系统之间的协作提供了有力保障.     

面向动态负载的集群容器部署方法

针对集群负载动态变化引发容器频繁迁移的问题,提出了一种基于资源预留的容器部署方法。首先,设计了基于马尔可夫链模型的单容器资源需求动态变化描述机制,用于刻画单容器的资源需求情况;其次,基于单容器马尔可夫链模型分析了多容器资源动态变化情况,以刻画容器资源需求态势;随后,基于多容器马尔可夫链提出了面向动态负载的容器部署与资源预留算法;最后,基于容器资源需求特征的分析对所提算法的性能进行了优化。基于国产软硬件环境构建了仿真实验环境,仿真结果表明,在资源冲突率方面,所提方法的性能接近最优的峰值配置策略RP,但所需宿主机数量、容器动态迁移次数明显比其更少;在资源利用率方面,所提方法的宿主机使用数量略多于最优的谷值配置策略RV,但动态迁移次数更少,资源冲突率更低;相较于峰谷配置策略RVP,所提方法在综合性能方面更佳。     

一个基于TWF-net的扩展时间工作流模型及其应用

时间约束是分布式企业工作流程建模中的一个重要因素．基于时间Petri网工作流模型(TWF-net)，通过分析TWF-net模型不足之处，建立了一种新的时间Petri网工作流模型——扩展时间Petri网工作流模型(XTWF-net)．通过构建规则，可将多个TWF-net合并为一个XTWF-net，以描述并行流程中的时间约束；通过引入与时区相关的时间映射函数，XTWF-net可以描述分布于不同时区的流程．最后给出一个利用XTWF-net描述分布式企业中业务流程的实例．     

基于分布式约束网络的协同设计研究

针对并行工程环境下的设计过程，提出基于分布式约束购物协同设计方法，该方法利用Agent分布式地表达设计中的各种约束关系，，通过Agent之间的动态协作实现约束网络的一致性维护，实时监测和协商消解设计冲突，使得设计约束得以分布，并发地满足，从而使得并行工程环境下的协同设计过程得到很好地支持。