動(dòng)態(tài)問題的商空間求解方法及其應(yīng)用研究.pdf

1、粒計(jì)算是目前智能計(jì)算領(lǐng)域中的新方法，它涵蓋了與粒度相關(guān)的所有方法、技術(shù)和理論。粒計(jì)算通過模擬人類思維來處理復(fù)雜問題，是進(jìn)行海量數(shù)據(jù)挖掘，復(fù)雜、模糊信息處理的有效工具。在當(dāng)前主要的粒計(jì)算模型中，商空間粒計(jì)算模型通過構(gòu)建三元組(X,f,T)來描述問題，其中X表示論域，f表示屬性函數(shù)，T表示其結(jié)構(gòu)。與其它粒計(jì)算模型相比，商空間模型的引入結(jié)構(gòu)T對論域中元素間的聯(lián)系進(jìn)行準(zhǔn)確、清晰的描述。
　　商空間理論的研究發(fā)展迅速，在多個(gè)方面取得了一系列

2、成果。在實(shí)際生產(chǎn)、生活過程中，很多問題的求解是隨時(shí)間的變化而不斷變化的，如交通運(yùn)輸、石油化工、通信工程等諸多領(lǐng)域，問題的技術(shù)規(guī)范、約束條件與資源環(huán)境等隨時(shí)間發(fā)生變化，這類問題的求解被稱為動(dòng)態(tài)問題求解。然而，現(xiàn)有對商空間模型及其應(yīng)用的研究仍只是建立在靜態(tài)數(shù)據(jù)或靜態(tài)商拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上的，當(dāng)考慮環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，傳統(tǒng)的靜態(tài)商空間理論在動(dòng)態(tài)問題求解的應(yīng)用受到了限制，急需拓展。
　　本文首先通過對靜態(tài)商空間理論的應(yīng)用，討論該理論的優(yōu)勢及其局限

3、性，應(yīng)用粒計(jì)算理論、概率分析方法和相關(guān)信任模型，重點(diǎn)研究了動(dòng)態(tài)問題的商空間求解方法，并將該方法及相應(yīng)模型應(yīng)用到動(dòng)態(tài)問題求解中（如最佳路徑搜索、云資源調(diào)度）。
　　本文的研究工作概括如下:
　　(1)首先對商合成方法進(jìn)行研究，通過對合成方法的擴(kuò)展，構(gòu)造了多側(cè)面、多層次的商空間合成模型，然后討論了模糊等價(jià)關(guān)系交并運(yùn)算與距離空間合成以及多側(cè)面商空間合成之間的相互關(guān)系。
　　(2)考慮到云計(jì)算商業(yè)化和虛擬化特點(diǎn)，針對云環(huán)境中的

4、高效資源調(diào)度問題，提出了一種基于模糊商空間理論的資源調(diào)度算法。在進(jìn)行資源調(diào)度時(shí)，算法首先將虛擬機(jī)資源抽象為不同的屬性信息粒，再根據(jù)用戶任務(wù)QoS特征分層進(jìn)行粒度融合，最后結(jié)合模糊商空間理論建立模糊等價(jià)類和距離函數(shù)，并據(jù)此進(jìn)行資源匹配。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析表明，該算法能有效的滿足用戶任務(wù)QoS，提高資源利用率。
　　(3)由于動(dòng)態(tài)問題往往具有較高的計(jì)算復(fù)雜性，目前還沒有有效的粒計(jì)算形式化理論與方法去解決這樣的復(fù)雜問題。為解決動(dòng)態(tài)環(huán)境下的問題

5、求解，針對拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨時(shí)間變化的情況，借鑒社會(huì)學(xué)中的信任模型對傳統(tǒng)的商空間理論進(jìn)行擴(kuò)展，利用貝葉斯方法對節(jié)點(diǎn)的可信度進(jìn)行評估，提出了一種基于信任機(jī)制的動(dòng)態(tài)商空間模型，然后將該模型應(yīng)用于最優(yōu)路徑搜索。仿真結(jié)果證實(shí)，提出的動(dòng)態(tài)商空間模型能以較小的時(shí)間花費(fèi)為代價(jià)，有效地提高路徑可靠性，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)問題求解。
　　(4)提出了一種基于主觀Bayesian方法的動(dòng)態(tài)商空間模型，動(dòng)態(tài)評估云環(huán)境下資源節(jié)點(diǎn)的可信度。同時(shí)考慮云資源節(jié)點(diǎn)具有動(dòng)態(tài)性、異構(gòu)性

6、、欺騙性等特征，引入了懲罰機(jī)制和分級剪枝過濾機(jī)制，給出了節(jié)點(diǎn)間信任傳遞與合成的具體實(shí)現(xiàn)方法和其數(shù)學(xué)表述。最后將該模型應(yīng)用于DLS算法得到基于主觀Bayesian動(dòng)態(tài)商空間模型的動(dòng)態(tài)級調(diào)度算法(BST-DLS)。分析及仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，提出的BST-DLS算法能夠以較小的調(diào)度長度為代價(jià)，有效地提高云環(huán)境下任務(wù)執(zhí)行的成功率。
　　(5)提出了一種考慮節(jié)點(diǎn)失效恢復(fù)能力的云服務(wù)可靠性模型，該模型引入失效恢復(fù)機(jī)制，將節(jié)點(diǎn)間的交互失效劃分為可