數(shù)據(jù)層資源適應型若干優(yōu)化實現(xiàn)方法及應用研究.pdf

1、隨著軟件工程和計算機科學技術的發(fā)展，為了提高軟件的生產(chǎn)效率和質量，逐步實現(xiàn)軟件生產(chǎn)的自動化，提高軟件的自適應能力，軟件系統(tǒng)體系結構的層次越來越多，軟件和硬件平臺環(huán)境結構和類型各種各樣。由于軟件工程科學尚不成熟，軟件系統(tǒng)的開發(fā)方法、技術和工具等仍具有很多局限性，不能在設計和實現(xiàn)軟件系統(tǒng)功能的同時滿足定量的性能要求。
　　 目前，在軟件工程領域存在以下問題：在需求分析階段，缺少系統(tǒng)性的定量分析方法，難以確定處理任務的資源需求量、信息

2、量和處理量，并且對資源環(huán)境容量規(guī)劃缺少系統(tǒng)的定量方法和所依據(jù)的定量需求信息，資源容量配置與軟件運行的實際資源需求難以達到有效匹配；在軟件設計階段，由于缺少信息量和任務處理量信息，UML-SPT(UML profile for Schedulability，Performance andTime)表達的設計圖中與軟件性能密切相關的信息不準確，并且難以直接應用到軟件代碼設計過程中；在軟件實現(xiàn)階段，代碼設計和運行實施都沒有考慮到具體運行環(huán)境及

3、其容量配置和處理能力特點，匹配效果差；在軟件實施后期，通過環(huán)境資源的配置調整和優(yōu)化，只能實現(xiàn)性能的微調，效果十分有限。
　　 本文以集群結構上的數(shù)據(jù)層為主要研究對象，將軟件性能的優(yōu)化工作從環(huán)境資源優(yōu)化調整階段前移到軟件實現(xiàn)階段，研究數(shù)據(jù)層資源適應型若干優(yōu)化實現(xiàn)方法。根據(jù)軟件單元執(zhí)行時的資源需求或消耗特征，結合環(huán)境資源的處理能力和資源實際利用情況，在軟件系統(tǒng)層內(nèi)實現(xiàn)數(shù)據(jù)均衡存儲和任務均衡調度，在軟件系統(tǒng)層間實現(xiàn)任務分解和遷移，采用

4、面向資源環(huán)境的自適應方法，提高軟件與資源環(huán)境問的有效匹配和軟件整體運行性能。
　　 為了提高數(shù)據(jù)層內(nèi)集群主機或虛擬機節(jié)點間負載均衡和資源環(huán)境的承載能力，本文提出了負載特性及資源相對均衡度的表示和獲取的系統(tǒng)方法，在此基礎上提出了一種數(shù)據(jù)層內(nèi)負載均衡方法，通過在資源環(huán)境同層內(nèi)節(jié)點間調度處理任務實現(xiàn)負載的均衡分配和資源的均衡利用，使軟件與環(huán)境平臺達到有效合理匹配，提高資源利用整體均衡性和軟件性能。
　　 如何對數(shù)據(jù)庫層上有限的

5、資源進行分配才能使得重量任務和輕量任務均達到合理的運行效果，本文提出一種重量任務多進程化的處理方法，在資源允許的范圍內(nèi)運用多線程對可并行的任務進行處理，通過控制進程或線程運行實例數(shù)量實現(xiàn)單節(jié)點資源的充分利用，并結合實際案例進行了研究。
　　 針對數(shù)據(jù)層內(nèi)節(jié)點間通訊頻繁的問題，提出一種邏輯數(shù)據(jù)劃分的方法，通過數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)的邏輯和物理劃分與均衡存儲實現(xiàn)數(shù)據(jù)存取的代價優(yōu)化，根據(jù)處理進程和數(shù)據(jù)存取準并行化方法提高數(shù)據(jù)層單主機或虛擬機節(jié)點資

6、源利用率和處理性能，降低節(jié)點間數(shù)據(jù)耦合，使數(shù)據(jù)處理任務均衡分布到不同節(jié)點，實現(xiàn)數(shù)據(jù)存取和任務處理的均衡化。
　　 對于業(yè)務層和數(shù)據(jù)層之間數(shù)據(jù)重復傳輸及存取的問題，本文提出一種業(yè)務層和數(shù)據(jù)層任務分配的方法，通過在軟件層和資源環(huán)境各層間橫向遷移處理任務實現(xiàn)執(zhí)行代價的優(yōu)化，根據(jù)處理任務的特性及其與服務器資源環(huán)境的適應性，將處理任務合理分解和分配到不同層次進行處理，降低層次間的數(shù)據(jù)耦合，提高系統(tǒng)的處理效率。
　　 本文研究的數(shù)據(jù)