Agent技术在计算系统抗衰重启技术中的应用研究

对计算系统执行智能化细粒度软件抗衰策略可以进一步增强软件抗衰技术的适用性，更大程度地提高抗衰效率，进一步降低抗衰成本，提高软件可靠性。通过分析系统进程的相关数据，针对进程间控制、调用及数据访问的关系，定义了进程问的依赖程度，给出了进程问重启相关度和进程重启链的判定步骤以及进程熏优恢复策略制定准则；并在此理论基础上结合Agent工作原理及特点，构走了基于agent的软件抗衰体系结构，并以此判定了系统中任意进程间的重启相关度，生成了进程重启链，并制定了重启进程的熏优抗衰策略，由此从根本上实现了计算系统的智能化细粒度软件抗衰。     

基于数据流的软件抗衰重启技术研究

制定准确实时的细粒度软件抗衰策略可以进一步增强策略的准确性,优化重启效果,提高软件可靠性。在数据流的基础上,结合了软件抗衰重启理论,定义了基于数据流得软件系统模型,制定了较为全面的系统性能参数,并且通过异常模式提取和趋势分析的方法有效地对软件异常子系统进行预测,确定出系统的重启层;同时给出了新型告准确度的重启相关度的计算方法,增强了其实时性和准确性,从而为执行高效准确的细粒度软件抗衰提供支持。     

基于检查点和Rejuvenation的软件可靠性建模分析

处于运行阶段的软件往往存在老化现象，即性能的逐渐下降或失效。为了避免软件老化造成的影响，人们提出了软件rejuvenation技术。这是一种预防性的软件容错策略，能有效的提高软件系统的可靠性和可用性。但由于rejuvenation操作过程的复杂性，它的成本也是不可忽略的。相对于rejuvenation来说，检查点是一种轻量级的软件容错策略，其成本远小于rejuvenation的成本。本文旨在结合rejuvenation和检查点技术，在rejuvenation周期间插入适当数目的检查点，以降低系统的宕机成本。丈中给出了系统的Detri网模型，并结合实例进行了分析。     

应用服务器多态老化模型和最优再生策略研究

针对应用服务器组件和平台之间的老化依赖关系特征,提出了应用组件再生和应用服务器系统再生两个不同粒度的定时再生策略。通过建立应用服务器老化过程的半马尔科夫模型,获得了应用服务器的可用性和维护费用函数,分析了最优再生时间的边界条件,理论分析表明两级再生策略优于单级的再生策略。模拟实验显示的再生策略和原有的再生策略相比,不仅提高了应用服务器的可用性,同时降低了系统的维护费用。     

基于Markov链的分布式仿真系统可用度研究

根据HLA仿真系统的特点及不同进程对仿真结果的重要程度，提出了分布式仿真系统的故障模型，并将仿真进程分为关键仿真进程和次要仿真进程；根据处理机是否在进行仿真运算，将处理机的计算时间分为有效时间和无效时间，并以此为基础定义了分布式仿真系统的可用度，然后利用Markov链分析了分别采用两级恢复策略和传统容错策略的分布式仿真系统的可用度。结果表明，在发生故障时，在将仿真节点重启时间算入恢复开销的前提下，两极恢复策略会降低系统的可用度，而传统容错策略由于可立即在备份机上进行故障恢复，所以可使系统获得更高的可用度。最后用一组数据验证了该结论的正确性。     

考虑故障率交互作用的双组件系统周期性预防维护策略

提出并构建了一个改善因子模型来描述设备维护的改善效果,该模型综合考虑了维护成本、设备年龄以及维护过程学习效应等影响因素.考虑两组件间故障率存在交互作用且随着交互作用次数递增,引入一个调节因子来描述组件间故障率的交互影响.此调节因子为其中一个组件的累计故障次数的非减函数,用该调节因子施加于另一组件的故障率函数.在维护的策略上,考虑在第N次预防维护时将系统整体置换,预防维护间隔期内若发生故障则以小修处理,由此构建一个考虑故障率交互作用的周期性预防维护策略模型.通过引进相关成本项目推导出长期单位时间成本,以确定最佳的预防维护周期和进行系统置换前的预防维护次数,使得长期单位时间平均成本为最小.最后给出了一个数值算例,研究结果表明:考虑组件故障率交互作用得到的最佳维护策略是有效的,该策略完善了预防维护管理的方法体系.     

一种基于虚拟对象的进程检查点实现方法

检查点回卷恢复策略是实现软件容错的一种重要方法。基于虚拟对象策略的进程检查点实现方法把应用层与系统层的直接交互被重定向为应用层与虚拟对象层的交互以及虚拟对象层与系统层的交互。故障恢复时,虚拟对象层重新和系统层捆绑结合,使得进程环境故障前后的差异性对应用层透明。另外,基于虚拟对象的检查点策略不须要进行对象句柄转换,避免了对象句柄转换所带来的开销。该方法具有开销小的特点,并且支持多线程及线程间的同步。     

考虑相关性的串联系统动态机会成组维修优化

多部件串联系统存在复杂的相关性,制定最优的维修策略以保持最低的维护成本是设备科学管理的关键之一。本文提出多部件串联系统动态成组机会维修策略。该策略在考虑部件间的经济相关性和结构相关性的基础上,以节省的总维修成本最大为目标,构建了有限时间内系统维修优化模型;应用了遗传算法对系统各部件进行分组优化,解决了NP难问题;应用滚动计划,将长期计划与短期计划相结合,实现对维修计划的动态实时更新。案例分析表明,该方法能够有效地降低维修成本,值得在工程实践中借鉴。     

考虑参考价格效应的中断供应链动态恢复策略

为了满足供应中断后的时变需求,恢复决策需随时间调整,而普遍的静态策略无法描述这一过程.文章基于微分博弈理论,在静态恢复策略的基础上提出了动态恢复策略,考虑在有限恢复计划期内参考价格效应对动态需求的影响,分析最优供应恢复努力水平和参考价格最优轨迹,并进一步设计双向成本补贴契约实现供应链协调.研究发现:相比于静态恢复策略,动态恢复策略对各方更有利,其最优供应恢复努力水平随时间以递减的速率降低;对于持续时间较长的中断和忠诚度高且对参考价格敏感的消费者,供应链成员倾向于投入更大的恢复努力水平并采用契约协调供应链;在双向成本补贴契约下,只有当供应商和制造商的边际利润占比差距较小时,双向成本补贴契约能够实现双方的帕累托改进.最后拓展分析考虑贴现因子的情形,验证了模型的鲁棒性.本研究可为有限时域内考虑消费者行为要素的供应链动态恢复管理提供决策支持.     

面向机载软件适航验证的灰盒测试方法

针对国内大飞机及新一代战机机载软件综合化、模块化的特点,根据机载软件适航验证要求,在分析传统黑、白盒测试方法与DO-178B《机载系统和设备合格审定的软件考虑》中软件验证要求适用性的基础上,应用灰盒理论,建立了满足软件适航验证要求的灰盒测试方法及其应用过程,并对该方法展开了分析,说明了其局限性,并对测试环境提出了新的需求。     

Newsoftware rejuvenation strategy based on measurement and time

1 .INTRODUCTIONRecent studies showthat operational software systemsoften experience an“aging”phenomenon,character-ized by progressive performance degradation and un-expected systemoutages[1 ,8 ,9]. The typical causes ofsoftware-aging phenomenon include memory bloatingor leaking, unreleased file-locks , un-terminatedthreads ,data corruption,storage space fragmentationand numerical error accumulation. In systems withstringent reliability/availability requirements ,the un-scheduledfailure d…     

基于软件老化累积损伤模型的应用服务器再生策略研究

基于软件老化现象机理的分类研究,针对资源消耗尽而导致的系统性能衰减和处理容量的下降原因,考虑应用服务器组件和平台之间的老化依赖关系特征,提出了软件老化累积损伤的应用服务器再生模型,采取等间隔时间的部分再生和基于资源阈值的系统再生两种软件再生的执行策略。获得了应用服务器的维护费和可靠性用函数,同时分析了最优再生时间的边界条件。仿真试验给出了不同内存资源阈值下的,应用服务器的最优再生时间间隔以及变化趋势。     

Modeling and analysis of software rejuvenation ondispatcher-based web server farms

1.INTRODUCTION Nowadays,cluster basedwebserverfarmshavebe comeapopularsolutiontocopewiththedramatically growingservicedemandofInternet.Amongvarious clusteringtechnologies,Dispatcher basedwebserver farmsisthemostcommonlydeployedstrategy,where thedispatcherdistributesalltheincomingrequeststo thebackendworkersinitsschedulingtable,which providetherealservice[5～8].Toachievehighavailability,thedispatchercould identifyanyfailedworkeranddistributenewrequests tootherworkers.Despiteitseffectivene…     

基于可靠性的软件构件费用分配最优模型

针对软件系统可靠性和费用分配问题,给出了一种基于可靠性的软件构件费用分配最优模型。将软件系统可靠性定义为软件构件失效率、操作剖面、构件使用矩阵以及软件无失效运行的规定任务时间的函数,详细描述了费用最优模型的建立和利用非线性规划理论求解模型的步骤。在求解过程中,将费用最优模型转化为Kuhn-Tucker方程,有效地处理了带有复杂计算的目标函数和约束条件的可靠性和费用最优分配问题。计算实例表明利用该模型进行可靠性和费用分配是可行的。     

A workload-based nonlinear approach for predicting available computing resources

Performance degradation or system resource exhaustion can be attributed to inadequate computing resources as a result of software aging.In the real world,the workload of a web server varies with time,which will cause a nonlinear aging phenomenon.The nonlinear property often makes analysis and modelling difficult.Workload is one of the important factors influencing the speed of aging.This paper quantitatively analyzes the workload-aging relation and proposes a framework for aging control under varying workloads.In addition,this paper proposes an approach that employs prior information of workloads to accurately forecast incoming system exhaustion.The workload data are used as a threshold to divide the system resource usage data into multiple sections,while in each section the workload data can be treated as a constant.Each section is described by an individual autoregression(AR)model.Compared with other AR models,the proposed approach can forecast the aging process with a higher accuracy.     

不完全维修下的单部件系统视情维修及更换策略

实际装备维修工程中,系统并不总能够通过维修恢复如新,并且修后工作时间和维修时间会随着系统年龄增加而分别呈现缩短和延长趋势。针对这个问题,利用连续时间马尔科夫链理论建立单部件系统在不完全维修条件下的视情维修及更换策略模型。根据马氏过程平稳状态下统计平衡原理得到状态概率方程组,并给出相应的递归求解算法。分别以系统稳态可用度最大、长期运行费用率最低以及规定可用度约束下平均故障前时间最长为目标,确定系统最优检测频率、视情维修阈值和更换策略。最后通过算例说明系统在最优维修及更换策略下达到的性能指标与系统劣化属性和维修能力水平的关系,验证了该模型的可行性。     

两阶段功能检查模型研究

许多产品在功能故障发生前具有潜在故障期，选择合适的时机进行功能检查，是减少功能故障造成的安全、任务或经济影响的有效措施。现有的模型多数是单一检查周期策略，而实践中常采用不等周期检测，特别是两阶段功能检查更为普遍。运用延迟时间的概念，建立了产品两阶段功能检查模型，以单位时间的平均费用最小为目标，确定最佳的潜在故障检查间隔期，并给出了该模型的应用示例。