分布式存储环境下工作流相关数据的一致性更新

为了解决分布存储机制带来的工作流相关数据的一致性问题,提出了一种动态TTL自适应策略.在该策略中,主本数据节点计算主本TTL,副本数据节点在更新数据时可获得这个主本TTL;计算副本TTL时,从主本TTL中除去副本更新与主本最后提交的时间间隔,使副本失效时间与主本的下次提交时间基本同步,从而提高了副本的新鲜率,而副本的更新率并未显著增加.与现有的弱一致性更新策略相比,提出的策略具有一定优势.从理论上分析了该策略的性能,模拟实验的结果也验证了这一结论.     

流媒体服务系统分层存储调度策略

针对层次化流媒体服务系统中的存储调度问题,提出了子树虚拟化方法来简化模型分析和存储调度策略设计。采用层次化存储结构下的分布式存储调度策略,通过自上而下的副本分发和自底而上的副本请求两个步骤来实现系统的负载均衡。验证实验表明,采用提出的存储调度策略,可使系统负载达到均衡状态,获得较高的用户请求接受概率。     

分布式并行服务器的动态重构容错算法

分布式并行服务器的效率和可用性日益受到人们的关注。鉴于此,从体系结构上提出了动态重构容错模型,阐述了容错模型的数据分布和操作,并在此基础上描述了动态重构容错算法。该算法通过动态重构数据分布和操作解决了系统节点和网络故障,且使正在执行的任务不被中断。最后对比性地分析和测试了该算法的平均响应时间,说明该算法性能明显优于类似算法。此算法已成功应用于电子政务系统平台———分布式并行数据库系统DPSQL,经使用表明该算法使系统可用性和效率得到大幅度提高。     

分布式时隙同步抗时钟频率不一致性能分析

针对节点时钟频率不一致而引起时隙漂移的情况,分析分布式时隙同步算法的性能。通过把一个时隙周期内的累积时钟偏差等效为时隙相位偏差,建立干扰模型,证明了采用分布式平均的时隙互同步算法可以避免节点时隙偏移量随时间的累积,并将节点之间的最大时隙偏差控制在一定范围内。最后,用计算机仿真和实物测试验证了分布式时隙同步算法可以保证节点之间的同步。     

一种分布式交互仿真中的事件一致性处理算法

确保事件的一致性处理是分布式交互仿真中的重要研究内容。本文给出了一种分布式交互仿真中的事件一致性处理算法,这一算法根据因果关系和仿真的实时性限制,保证各个节点的仿真系统具有相同的事件处理程序,从而较有效地解决了分布式交互仿真中的事件一致性问题。     

基于节点通信度的信息加权一致性滤波

协同目标跟踪是无人机集群等多传感器网络的典型应用。在分布式传感器网络目标跟踪过程中,目标状态估计的一致性直接影响到跟踪有效性。针对目标跟踪过程中网络节点之间一致性迭代次数受限的问题,提出了一种基于节点通信度的信息加权一致性滤波算法,设计了用节点通信度来充分衡量传感器节点在网络中的通信拓扑状况,并构建了非对称一致性权值的选取机制,可在复杂拓扑结构网络中实现快速一致性跟踪。典型目标跟踪场景仿真验证表明,所提算法相比经典的信息加权一致性滤波算法,目标跟踪的不一致程度降低了20%以上,有效提升了分布式跟踪的一致性速度。     

基于节点通信度的信息加权一致性滤波

协同目标跟踪是无人机集群等多传感器网络的典型应用。在分布式传感器网络目标跟踪过程中,目标状态估计的一致性直接影响到跟踪有效性。针对目标跟踪过程中网络节点之间一致性迭代次数受限的问题,提出了一种基于节点通信度的信息加权一致性滤波算法,设计了用节点通信度来充分衡量传感器节点在网络中的通信拓扑状况,并构建了非对称一致性权值的选取机制,可在复杂拓扑结构网络中实现快速一致性跟踪。典型目标跟踪场景仿真验证表明,所提算法相比经典的信息加权一致性滤波算法,目标跟踪的不一致程度降低了20%以上,有效提升了分布式跟踪的一致性速度。     

基于Bayes network含失效节点的网络可靠性评估

针对Bayes network (BN)能很好地表示变量的不确定性和相关性, 并能直接进行不确定性推理的优势, 提出了基于BN含失效节点的网络可靠性评估方法. 建模方面, 给出了通过节点分割去环构建有向无环图及条件概率表的具体方法; 推理方面, 通过节点消隐, 减小BN规模, 有效降低推理复杂度. 分析了算法复杂度, 并通过算例证明了算法的有效性和适用性. 由于BN建模及推理的灵活性, 该方法可研究同时含节点失效、共因失效的网络可靠性, 况且通过BN推理除得到网络失效概率和部件重要度外, 还可得到网络失效条件下任一部件失效或者共因失效发生的概率, 为故障诊断和维护提供指导.     

分布式作战实验的云计算结构设想

云计算以一种新兴的共享基础架构方法,为客户提供可靠、快速、便捷的数据存储和网络计算服务.分析了分布式作战实验特点及面临的问题,以及云计算平台在分布式作战实验中需解算的主要内容,充分利用云计算在解算复杂计算系统方面的强大计算和存储空间能力,提出了—种基于云计算层次式架构的分布式作战实验体系结构,并详细描述了每一层架构之间的关系、主要功能和典型特征.     

数据网格中一种启发式副本放置算法

副本技术广泛用于数据网格中来减少数据访问代价,增强容错能力,从而提高数据网格中数据访问的性能和可靠性。如何合理地放置副本来更有效地提高数据访问性能成为一个需要解决的重要问题。针对无向连通图表示的数据网格模型,在考虑通信代价和存储代价的基础上,提出了一种启发式副本放置算法(heuristic replica placement algorithm, HRPA),通过该算法能够得到k个副本的放置位置,并且使得整个系统的代价最小。最后,通过相应的仿真实验证明了该算法的可行性和有效性。     

Novel algorithm for distributed replicas management based on dynamic programming

1 .INTRODUCTIONCreating replica in different nodes is a popularmethod to make sure the data reliability in distrib-uted system. On one hand, multi-replica can avoidthe single-point-of-default problem; on the otherhand ,replicas in different nodes can reduce the ac-cessing delay and prevent the hot spots problem[1](when a single fileis accessedfrequently ,the nodewill become the bottleneck of the whole system) .However , with replicas increasing, the ex-pense for maintaining replicas is bec…     

构造网络不交化最小路集的一种新算法

网络系统不交化最小路集的求解是进行网络系统可靠性分析的重要途径.本文以网络计算为基础,根据不交化代数及不交化最小路集的树生成算法提出了一种新的直接求解网络系统不交化最小路集的算法.该算法简便易行,具有分布计算的特点,为大型网络系统的可靠性分析提供了一种新的途径.     

基于灵敏度分析的系统可靠性稳健分配优化方法

在系统可靠性分配中,考虑单元可靠度的不确定性已是可靠性分配的现实需要.为了提高系统可靠性分配优化的质量,将稳健理论引入可靠性分配中,提出基于单元可靠性灵敏度的系统可靠性稳健分配方法.将单元可靠性灵敏度溶入系统可靠性分配模型之中,建立系统可靠性稳健分配模型.在此基础上,采用粒子群-序列二次规划算法对该模型进行优化设计,该混合算法既保持了粒子群算法全局收敛的特点,又补充了序列二次规划法精确求解的能力,因此该混合算法可以快速获取全局最优解.通过对发动机曲柄连杆机构进行可靠性稳健分配设计,验证了可靠性稳健分配模型的合理性和混合算法的寻优能力.对结果分析表明,所提方法可以较好解决单元可靠度不确定时的可靠性分配问题,混合算法具有较强的全局搜索能力,分配优化结果具有较强的稳健性.     

基于任务可靠性的多阶段系统设备投入策略优化模型

为保证多阶段任务系统的高可靠性,在执行各阶段任务的过程中不仅会设置设备备份,同时也会设置复杂的任务执行方案备份.本文通过研究多阶段系统在各阶段的可执行任务状态空间、状态转移关系以及各阶段之间的状态影射关系,构建了该类系统的Markov可靠性模型.并以各阶段初的设备投入策略作为决策变量,系统的任务可靠性作为优化目标,设备投入工时作为约束条件构建了多阶段系统的设备投入策略优化模型.算例分析表明,本文模型利于对多阶段系统开展可靠性分析与系统的设备投入策略分析.     

阶段任务系统可靠性建模及仿真研究

阶段任务系统(PMS)是一种典型的复杂系统,包含了一系列具有时间连续且不相互覆盖的基本任务阶段,对其系统可靠性的评估是一项复杂的工作,国外已经开展了20多年。在对PMS的几种可靠性模型进行了讨论和分析的基础上,从系统效能的角度出发,从理论上给出了一种新的评估各阶段转换时间随机的PMS系统可靠性的模型,并通过计算机仿真进行了大量次的计算,最后对仿真结果进行了分析。     

基于GPU的大规模多阶段任务系统可靠性并行计算方法

针对大规模多阶段任务系统(phased-mission system, PMS)的可靠性求解,引入并行计算思想,通过分析传统的一致化方法(uniformization method, UM),基于Nvidia提出的CUDA(compute unified device architecture)架构,实现了基于图形处理器(graphics processing unit, GPU)的UM并行算法(GPU-UM),并采用合并访问和共享内存技术,提高了GPU中数据负载的利用率;PMS中不同阶段参与任务的设备及其数量通常会发生变化,导致阶段间依赖性处理困难。通过对新设备加入、已有设备暂时退出任务或完全退出任务等3种基本情况的分析,提出了阶段间状态映射机制,实际中的阶段变化情况更加复杂,可综合上述3种基本情况进行处理。通过算例对比了GPU-UM、CUDA-UM、传统UM和Krylov子空间等4种算法的计算时间和可靠性结果,分析表明GPU-UM算法的计算耗时优于其他方法,且结果精度也能满足可靠性计算需求;同时,通过对比分析UM算法和Krylov子空间算法与仿真方法的结果误差,表明提出的阶段间映射机制能够正确处理PMS中阶段间的复杂依赖关系。     

旁待冗余的导弹发控系统可靠度计算

通常导弹发控系统的分系统为旁待冗余系统(各分系统〕,本文给出冷、暖、热旁待备分系统的可靠度及平均无故障时间的计算公式,并对热旁待备分系统给出可靠度置信下限的估计公式,应用于某型导弹发控系统中。     

舰船装备多状态可修复系统可靠性通用生成函数解算方法

远洋舰船装备结构复杂、系统庞大,可靠性要求高。开展舰船装备复杂系统可靠性研究,对于科学控制装备成本、实施维修决策,具有重要意义。针对舰船装备复杂系统,以可修复双锅汽轮发电系统为例,开展多状态系统可靠性建模。在此基础上,通过引入通用生产算子和通用生产函数,完成多状态复杂系统可用度、期望性能、性能失效等可靠性指标解算,并给出稳态、瞬态数值分析结果。研究表明,解算方法通用性强、适用范围广、计算资源依赖程度低,远优于马尔可夫直接法;多状态模型建立合理,有效反映复杂装备系统可靠性变化规律,能为可靠性评估、装备采购及维修决策提供技术借鉴。     

Estimated and exact system reliabilities of a maintainable computer network

This paper presents an algorithm to evaluate estimated and exact system reliabilities for a computer network in the cloud computing environment. From the quality of service (QOS) viewpoint, the computer network should be maintained when falling to a specific state such that it cannot afford enough capacity to satisfy demand. Moreover, the transmission time should be concerned as well. Thus, the data can be sent through several disjoint minimal paths simultaneously to shorten the transmission time. Under the maintenance budget B and time constraint T, we evaluate the system reliability that d units of data can be sent from the cloud to the client through multiple paths. Two procedures are integrated in the proposed algorithm-an estimation procedure for estimated system reliability and an adjusting procedure utilizing the branch-and-bound approach for exact system reliability. Subsequently, the estimated system reliability with lower bound and upper bound, and exact system reliability are computed by applying the recursive sum of disjoint products (RSDP) algorithm.     

基于自适应大数表决机制的容忍入侵模型

针对容忍入侵系统中自适应能力较差的问题,提出了一种基于自适应大数表决机制的容忍入侵系统模型。该模型采用了适当的复制技术和自适应大数表决技术,使系统即使在遭受到恶意攻志的情况下仍能安全、可靠地运行,并能有效地识别出有故障的复制品,从而达到了容忍入侵的目的。通过使用基于前几轮表决的历史记录,使得表决器表决出的输出值更准确、更可靠并能及时地移除掉有故障的复制品。分析表明,方案具有安全性强,可靠性高,系统性能好以及易于实现等优点,特别适应用于对系统安全性、可靠性、可生存性,以及系统效率要求较高的分布式环境中。