一种动态数据网格副本创建策略设计与仿真

数据网格提供了地理分布的大量共享数据资源,然而互联网的高访问延迟降低了数据访问的效率,创建副本是一个有效的方法,而在何处放置副本是一个具有挑战性的问题.从应用环境和用户访问特征出发,讨论了副本创建位置、粒度和时机,提出了一种基于副本共享组的副本创建模型,可以获得优化的副本创建位置,构造了一个副本创建代价函数,由系统的传输速率、拓扑结构和用户访问特征共同决定.并给出了确定副本创建位置的有效算法.分析和仿真实验表明,自适应副本管理方案具有动态性、适应性和可扩展性,能较好地适应数据网格的特性,可以有效降低访问延迟,提高数据访问效率.     

基于矩阵操作的必然性QoS约束副本放置方法

如何提供严格有保障的数据服务质量, 为每个数据访问请求提供满足必然性QoS约束的数据服务, 是数据网格成功的关键. 在副本放置模型的基础上, 给出了QoS约束形式化的描述方法, 并得出必然性QoS约束满足的形式化定义. 针对必然性QoS约束的副本放置问题. 在矩阵表示的基础上, 利用矩阵操作给出一种有效的副本放置算法. 分析和实验表明, 该算法能够很好地解决各种规模条件下必然性QoS约束的副本放置问题, 并具有稳定性和可扩展性的特点, 在多种网络拓扑和访问模式下均能获得满足必然性QoS约束的副本策略.     

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。     

基于反馈机制的动态副本数量预测方法

针对视频点播集群服务中对单一视频访问数量进行预测时,基于传统的历史信息加权方法产生的动态副本数量误差较大、点播集群负载均衡较差的问题,分析了传统方法预测误差产生的主要原因——对单一视频历史访问数量趋势信息的考虑缺失,并提出了一种基于反馈机制的动态副本数量预测方法。该方法在传统的基于历史信息加权方法的基础上,考虑了历史访问数量的趋势信息。对实际系统数据的模拟结果显示,在反馈系数等于1时,基于反馈机制可以使动态副本数量的平均预测错误率下降29.6%,峰值错误预测率下降42.9%。     

仿真网格中应用任务调度模型研究

在仿真网格中,建立应用任务调度模型是研究仿真网格应用任务调度问题的关键.首先对分布式仿真应用形式的特点进行分析,建立了仿真应用任务的形式描述;根据任务描述,建立了基于图论的仿真应用任务需求模型和资源拓扑结构模型;在此基础上,对应用任务调度问题进行描述,定义了应用任务调度性能指标和性能函数,构建了仿真网格的应用任务调度模型.     

基于FFT的副本相关积分器快速方法及其硬件实现

副本相关积分器(RCI)由于其庞大的计算量使得应用受到了很大的限制。为了在单片SHARCADSP21160上应用它实时实现多路信号的检测,基于FFT推导了RCI的快速算法,即对积累的一段数据求副本相关,并经过分段叠加和递推累积就得到RCI的结果,称之为批处理,并讨论了点处理和批处理方法的运算量和存储空间,结果显示该方法大大的提高了运算速度,单片DSP可以实时完成多路信号的处理,并给出了基于该算法的水池和湖试检测和参量估计结果。     

大规模地形动态快速绘制技术研究

大规模地形的快速绘制是目前的研究热点,如何有效地进行地形数据组织及模型简化,关系到渲染的速度和效果。为解决这个问题,结合现有算法提出了一种基于灵活简化准则的分块连续LOD模型构造算法,以及相应的模型预裁减调度绘制算法,将大规模地形转换为小块地形进行处理,并利用视点运动的连续性和前后帧的相关性,管理调度细节层次模型。实验结果表明,该算法有效地解决了绘制速度与质量之间的矛盾,较好地实现了大规模地形场景的实时快速漫游。     

数据分发管理中变尺度动态网格法的应用研究

为了解决基于HLA的分布交互仿真中数据分发管理的现存算法数据过滤率低、仿真时间长而影响仿真结果和应用的问题.在对过去各种数据分发管理算法的深入分析基础上,提出了数据分发管理的变尺度动态网格算法.分析了网格单元尺寸与更新时间、数据过滤率、接收时间及排队时间的关系,并对该算法进行了理论证明和公式推导.通过将采用该算法的数据分发管理仿真系统与采用静态网格法的数据分发管理仿真系统及采用线性规划法三种方法对一简化的化工系统进行产品优化及能力均衡的对比研究,证明该算法有效的提高了数据过滤率、缩短了仿真时间、改善了仿真效果,验证了其有效性和实用性.     

数据驱动与模块化控制模型相结合的生产系统快速建模方法

为了快速建立面向离散型生产系统的仿真模型以及提高模型的可维护性、可扩展性,提出了数据驱动与模块化控制模型相结合的仿真建模方法.该方法将仿真建模过程划分为设计阶段和开发阶段,在设计阶段,利用IDEF0和IDEF1X建模方法构建模型的底层数据结构;在开发阶段,建立各种模块化模型模板,并构建模型生成器,模型生成器利用底层数据结构提供的属性信息,自动对模型化模型模板进行实例化,快速构建面向具体应用对象的仿真模型.最后以某研究所的机加车间为例,验证了该方法的有效性.     

仿真网格系统数据资源的集成和访问

为解决目前大规模仿真系统中对于分布、异构的数据资源进行统一访问和控制的问题,提出了一种仿真网格系统中数据集成和访问的框架,阐述了该框架下的OGSA-DAI的实现机制,并结合XML分析了数据集成和访问的原理。结合OGSA-DAI,给出了仿真数据资源集成和访问的具体实现方法。在仿真网格环境下,通过仿真网格数据库的构建实现对分布、异构的仿真数据、模型资源的动态分配和多用户的并发访问。     

遥感数据处理的网格系统仿真实现及应用研究

研究为满足海量遥感数据实时、快速处理的要求,利用网格技术开展遥感数据处理网格系统仿真的相关理论与实践的研究。首先,在详细分析遥感数据处理网格概念和特点的基础上,提出遥感数据处理仿真网格体系结构的设计思路与构建方法;其次,利用Condor-G的网格中间件技术,完成了多机、多系统、多用户计算机节点构成的＂遥感数据处理网格仿真实验系统＂;最后,应用该网格仿真系统,部署并验证了专题遥感处理的网格应用,获取并分析了处理性能参数,实验结果表明：遥感数据处理的网格仿真应用提高了处理的速度和效率。

Abstract：

This research was satisfied with the needs of the remote sensing massive data real time and fast transmission and processing,and developed the grid simulated theory and methods research of remote sensing processing. First,based on the generalized analysis to the concept and characters of RS grid,the RS data grid simulated processing architecture design mentality and the construction method were proposed. Second,＂The RS data processing test simulation grid＂ was established by using condor-g in the multi-machine,multi-system,multi-user environment. Finally,the RS grid applications were completely deployed in the experimental grid environment and applied of which combined with experimental data. And its operating results prove that RS grid simulated applications have achieved better efficiency and velocity.     

一种基于网格的数据集成服务系统分析

网格技术越来越多的应用于仿真领域中。仿真程序包含很多数据密集型应用,它们需要使用大量分布的数据库资源。如何访问和操作这些异构的数据库资源是应用程序的关键问题。在利用现有的访问网格中异构数据源方法的基础上,提出了基于网格服务的异构数据源集成体系结构,可以在应用过程中动态绑定数据源;同时在选择数据服务的时候采用基于Qos的选择模型,可以有效的避免服务失效的现象。     

基于多分辨率格网数据的观察点设置问题研究

观察点设置问题是地形可视性分析中的一类重要问题，在军事、电信、野生动物保护等领域有着广泛的应用。在对该问题建模和仿真计算复杂性分析的基础上，通过分析地形数据分辨率对多观察点设置问题的影响，结合模拟退火算法，提出了一种基于多分辨率地形格网数据的多观亲点设置的优化解决方法．实验表明，该方法在保证仿真准确性的前提下，仿真计算时间比单纯采用模拟退火算法减少了50％-60％。     

雷达图像仿真中海量地形数据动态调度技术研究

在基于数字地形的雷达图像仿真中,海量数字地形数据调度成为影响仿真实时性的瓶颈。分析了数字地形在雷达图像仿真中的特点,提出了基于规则格网的分块地形组织形式,基于内存映射文件技术,采用数据地形预加载与实时加载相结合的数据调度策略,解决了海量地形数据调度的难题,提高了系统仿真的性能。该方法目前已应用于某型机载雷达仿真系统设计中,取得了较好的效果。     

一种基于灰色聚类的仿真网格系统性能评估方法

从仿真网格中节点的整体性能角度出发,针对如何确定包括任务量和通信量的负载问题,通过对底层网格物理资源和仿真联邦应用的相关性能参数进行分析,提出了灰色聚类的动态性能评估方法,建立了影响仿真网格系统性能的负载指标模型。该方法不仅可以避免以往评估算法的片面性,而且描述出了影响性能各因素间关系的强弱、大小和次序,达到了以网格动态性为中心的对系统进行评估的目的。     

模具仿真网格及其在优化设计上应用

建立了一个面向优化设计应用的模具仿真网格平台.把该平台划分为仿真网格资源层、基础支持工具层、优化模型资源调度层和仿真网格应用层四个层次,并介绍了各层的主要功能和相关实现技术.基于该平台,发展了一个优化设计网格计算方法,以利用网格环境中充足的仿真资源,协同解决复杂的注塑模优化问题.并利用该算法,对收款机上壳浇口位置进行了优化设计.结果显示:所建立的仿真网格平台能够满足优化设计的需要;所开发的网格算法合理、高效.     

一种模块化的仿真网格系统框架设计方法

网格是新一代信息基础技术,其目的是实现资源共享。根据现有的基于HLA构建的分布式仿真系统存在的缺陷,利用网格技术的优势研究并提出了模块化的仿真网格系统框架。通过讨论相关功能模块的实现方法及关键技术的解决手段,实现了资源和任务有效管理和调度,从而发挥网格的优势来支持仿真的高效运行。     

基于HLA的网格仿真服务支持研究

建模与仿真已经渗透到经济、国防、科学及工程的各个方面。随着仿真规模及复杂性的增大,需要大量的计算资源为其提供服务,网格为仿真应用、资源共享和执行提供了一个理想服务平台。提出了分布式仿真网格框架Grid-HLA,该框架遵守标准的HLA接口规范,使用Federate-Proxy-RTI体系结构及网格服务,从而屏蔽了仿真器、执行平台及其与RTI通讯方式的异构性,并支持联邦发现、仿真安全及柔性联邦结构,实现了HLA到网格环境的扩展。