基于Petri网共享合成的网格计算资源调度方案

网格计算资源具有分布、异构、动态、自治等特点,一方面需要一个有效的资源调度方案,另一方面需要强有力的图形与数学工具对其进行建模与分析.通过对现有方案的分析,提出了网格计算资源的三层调度方案,该方案与已有的方案相比,更能体现网格资源的特点.为不同层次的调度者构造了不同的有色时延Petri网模型,并利用Petri网的共享合成得到整个系统的Petri网模型.通过对Petri网可达性的分析,获得如吞吐量、负载平衡、调度时间等资源调度的一些重要特性.     

基于扩展计算网的分层动态网格工作流研究

针对实现资源共享和协同工作的网格技术应用与发展现状,提出分层网格工作流体系结构:在设计层利用网格工作流逻辑和网格工作流语义对网格工作流建模;在运行层,利用网格工作流调度引擎和网格工作流实施引擎完成任务的调度及实施;在资源层实现和具体底层网格资源的交互。为支持上述结构,引入Petri网中的库所同步器对网格工作流逻辑建模;定义了扩展计算网模型ECN,以描述网格工作流语义。可变同步器、计算网及网格工作流实施引擎的结合,从设计时及运行时两个角度提供了对动态网格工作流的支持。最后以实例说明了分层网格工作流支撑环境建模的具体应用。     

基于颜色Petri网的多agent动态调度建模与分析

多agent系统是一个典型的分布式系统,其任务调度策略的性能对于整个系统的性能有重要的影响。调度策略研究领域中一个重要问题是如何动态可视化地呈现调度过程。颜色Petri网结合了Petri网和高级程序语言的优点,拥有严格的数学理论基础,能够对分布式系统进行图形化的模拟。提出了一种基于层次颜色Petri网的多agent调度过程建模方法,该方法对多agent任务处理的全过程进行了建模,模型中通过不同角色的agent对任务进行动态分解和调度,利用Petri网仿真工具,能够在调度过程中考察所提出的调度策略与已有调度策略相比所具有的优点,而且通过对调度简化模型的状态空间进行分析,证明了调度策略的正确性和合理性。目前这种基于Petri网的形式化的可视仿真方法和模型评价方法是其它验证方法难以实现的。     

Petri网模型参数化可达图研究

Petri网是一种对并发系统进行描述和建模的重要数学工具,可达图是Petri网模型的主要分析方法。为了解决由于系统参数化造成的Petri模型可达图难以构造并且无法进行模型性质检验的问题,在分析现有参数化可达图方法的基础上,利用参数化标识提出一种新的Petri网模型完全参数化可达图构造方法。同时给出了这种可达图的有关特性及其证明,并举例说明了如何利用这种参数化可达图对系统进行模型性质检测。     

半导体制造系统改进Petri网模型的建立及优化调度

为了更有效优化半导体制造系统生产资源调度,提出了基于分层着色时间Petri网模型的分时段优化调度方案.通过增强基本Petri网的描述能力和引入分层Petri网的思想,根据半导体制造系统的结构建立其改进Petri网模型-分层着色时间Petri网模型,并在模型中引入调度库所将调度算法嵌入到模型中,该模型能有效地克服基本Petri网模型规模膨胀的缺陷;同时将每一生产周期分成若干时间段,利用遗传算法来寻找各时间段内调度规则组合来优化半导体制造系统的动态性能,实现分时段优化调度,编码时, 根据机器组的利用率来选择部分机器组为瓶颈机器组,重点调度瓶颈机器组, 提高算法的搜索效率;仿真实验结果验证了该调度方案的优越性.     

基于时间Petri网的实时多任务调度方法研究

Petri网是一种模拟和分析的系统工具，能有效地描述并发与并行、同步与异步问题。对时间Petri网在水下航行器制导系统仿真多任务调度中的应用进行了探索和研究。首先介绍了时间Petri网的基本原理，并以水下航行器制导仿真系统为例，将水下航行器制导仿真多任务系统划分为自导子任务、控制子任务、程序弹道子任务、目标运动子任务和指挥导引子任务，在建立和分析时间Petri网模型的基础上，给出资源的束双处理器条件下的最佳调度方案。仿真结果表明，通过该方法完成的多任务调度，能使水下航行器制导仿真系统多任务协调地在双处理器计算机环境下运行，满足水下航行器制导仿真系统分析研究的需求。     

主从任务调度的T-时间Petri网

任务调度是一个NP-hard问题,并且是并行与分布式计算必不可少的组成部分.本文首先提出了适合描述异构环境下独立、等尺寸的大规模任务调度问题的T-时间Petri网模型,然后给出了刻画该模型运行的并发可达图的构造算法,最后,在并发可达图中得到了最优调度策略,该策略实现了稳定状态的最优调度,有效地缩短了调度的初始化及清除阶段的时间.     

诊断多智能体重构过程的Petri网模型

为适应故障诊断中动态变化的环境和满足求解复杂系统全部任务的要求,本文以诊断决策问题的结构及建模过程的层次性为基本思想,提出用立体分层Petri网作为可视化建模支持工具支持嵌套式建模,研究了诊断系统重构的立体分层Petri网框架,并详细分析了诊断系统资源调度的Petri网模型、多智能体诊断系统重构的Petri网模型以及功能智能体执行重构的Petri网模型,全文通过实例说明了Petri网模型的设计方法,最后给出了立体分层Petri网模型的求解方法。     

基于资源性能评估的网格任务调度算法

在保障本地任务QoS需求并尊重网格节点本地调度策略的条件下,为网格用户提供QoS保障是计算服务网格环境中任务调度的一个重要目标和面临的新问题.根据对网格节点相关资源可用性历史数据进行统计、分析得出的结果,利用概率论方法对网格节点的资源能力进行评估,对网格节点状态进行划分并得到资源的平均状态;利用信息论中熵的概念对网格节点状态动态变化的不确定性进行评估并得到刻画网格节点状态不确定性的定量值.在此基础上,建立了一种基于性能评估的分布式调度框架,并提出了一种基于性能评估的网格任务调度算法.对GridSim进行了改进与扩展,基于改进与扩展后的GridSim对提出的算法进行仿真并与相关算法进行比较,实验结果表明了本所提出的调度算法在网格用户QoS保障程度、网格任务执行makespan以及负载均衡等方面的有效性.     

一种支持分布交互式仿真的静态调度策略

针对如何在网格环境中合理调度系统资源这一目标,分析了仿真任务与网格资源的映射问题,通过综合考虑联邦成员交互量、任务的负载和解算时间等不同因素,利用优化技术提出了一种支持分布交互式的启发式静态调度算法,并以空地作战对抗仿真系统为例,证明了该方案的可行性,为提高分布交互式仿真系统的资源利用效率和扩大仿真规模提供了一种可行的途径。     

基于Petri网的并发系统控制器设计

针对并发系统的死锁现象,通过原系统Petri网模型的状态可达图和行为规范,产生目标系统的可达图,进一步生成控制器的Petri网模型。同此为这类问题的控制器Petri网模型的生成提供一条有效途径。     

基于Petri网和GASA的JSP动态分类调度研究

针对车间作业的加工受到机床、操作工人等双资源制约条件下出现多种扰动的JSP调度问题,提出了基于受控Petri网和GASA对不同扰动进行分类处理的新方法。首先通过构建带有控制器的Petri网模型使系统的运行满足期望的目标,然后基于该模型把遗传算法和模拟退火算法相结合,以最小化最大完工时间为目标,基于机床故障修复时间、工人离岗时间及取消订单包含任务的多少进行分类调度,然后根据扰动恢复后剩余任务的多少决定是否进行再次调度,避免大范围调整造成的生产不稳定状态,最大限度的维持车间的生产能力。最后通过实例验证了算法的有效性和可行性。     

资源约束条件下任务调度算法研究

如何解决资源约束条件下的任务调度问题，保证在资源使用存在冲突情况下, 多个任务高效执行, 其中合理的任务调度和资源冲突消解是影响任务执行效果的关键因素。基于工作流图模型提出了一套资源约束条件下任务调度的框架, 并针对调度过程中产生的资源冲突, 提出了两种任务调度算法: 一种算法通过任务关键度确定优先级, 并基于贪心策略和调整工作流图拓扑结构的方法, 在任务开始前确定任务调度方案; 另一种算法采取弹性资源调度的方式, 使产生冲突的任务优先在资源不足的条件下开始执行, 任务调度和执行交替进行。最后, 通过地震救援案例验证了相关算法可行性, 与求解资源约束条件下任务调度问题的两类典型方法中具有代表性的算法进行对比实验, 分析了所提两种算法的优势与意义。仿真结果表明，所提算法具有适用地震救援资源紧缺特点的优势。     

卫星数传资源负荷均衡调度模型及蚁群优化算法

建立了卫星数传资源负荷均衡调度模型,提出了调度方案效能评价函数和模型求解的蚁群优化算法.调度模型中主要考虑任务调度收益和资源负荷均衡两个优化目标,蚁群算法通过遍历矩阵解构造图来逐步构造可行解,利用基于调度方案效能评价函数的全局信息素更新规则同时优化数传任务调度收益和数传资源负荷均衡两个目标.算例仿真表明,本文提出的调度模型和蚁群优化算法所求得的调度方案取得了较好的任务调度收益和资源负荷均衡指标评价值,说明模型与算法正确可行.     

基于稳定匹配机制的网格任务调度算法

任务调度和资源分配是网格计算的关键技术.提出了一种基于稳定匹配机制的网格任务调度算法(SMM:Stable Matching Mechanism),以及根据各奈件因素值及其所占比率进行量化匹配的思想.用户和资源可以根据自身特点动态地设置各条件因素的基准值,通过与实际提供的条件因素值进行比较,得到匹配度,按照匹配度的高低顺序循环匹配最终达到稳定.算法综合考虑用户和资源双方的需求而得出相应的稳定匹配调度策略.给出了算法的数学模型和描述,在Matlab语言环境下仿真表明,SMM算法可以有效地实现网格任务调度,满足任务和资源双方的需求,得到稳定匹配.     

一种多天线多用户下行系统保障公平的资源分配策略

将比例公平调度机制推广到多天线多用户下行系统,提出了一种保障公平的资源分配方案和多用户调度机制.基站利用块对角化预编码机制,将多天线下行系统分解为并行无干扰子信道,并根据各个用户的信道状态,选择优化用户集进行传输,从而在保障公平性的同时最大化系统总速率.同时分析了信道反馈错误对该资源分配机制的影响.仿真结果表明,与其他几种用户调度机制相比,该资源分配方案在吞吐量和公平性之间取得了良好的折中.     

一种基于Petri网的序列密码加密方案

提出了一种基于Petri网的序列密码加密方案。这种方案的基本要领是用唯一可达向量无界Petri网来产生密钥序列。产生密钥序列的计算量是明文长度的线性函数。这样产生的密钥序列是没有周期性的,也不会出现大的游程。只要每次加密时选用不同的初始标识,这种密码系统是一次一密的。由于初始标识可以以赋值的形式同密文一起传送,密钥传送十分方便。     

井下机车运输调度的资源分配模型及无死锁优化调度

对井下机车运输系统进行无死锁调度和性能优化, 首先, 建立三种不同调度策略下的资源分配Petri网模型, 设计对应调度策略下无死锁标识的最大边界设置算法, 证明了调度策略在最大标识边界设置下的无死锁性. 然后, 以最小化时耗和能耗为优化目标, 利用遗传算法, 采用变迁标号的自然编码方式, 通过检查变迁的引发条件检测染色体的可行性, 修复不可行的染色体使其对应的调度满足资源约束, 从而保证了算法所利用的所有染色体均可对应系统的可行调度, 最后进行实例仿真. 设计的无死锁调度的最大标识边界设置算法和遗传算法为井下机车的运输调度提供了可靠的理论基础.