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多核服务器边缘计算系统中任务卸载调度和功率分配的研究

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南京邮电大学学报（自然科学版） 2020年第2期40卷 81-88页

作者：凌雪延王鸿宋荣方南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 南京邮电大学江苏省通信与网络技术工程研究中心江苏南京210003

在单用户多核服务器的移动边缘计算系统中,对多个独立计算任务的卸载调度策略和功率分配问题进行了研究。首先,基于混合流水车间调度模型对系统任务的卸载调度进行了建模,获得了系统时延的计算表达式,并在此基础上对系统能耗进行了建模... 详细信息

在单用户多核服务器的移动边缘计算系统中,对多个独立计算任务的卸载调度策略和功率分配问题进行了研究。首先,基于混合流水车间调度模型对系统任务的卸载调度进行了建模,获得了系统时延的计算表达式,并在此基础上对系统能耗进行了建模;其次,利用混合编码方式的遗传算法,对系统时延和能耗的加权和最小化问题进行了求解,确定了最优的任务卸载调度策略和系统时延与能耗间的权衡关系。通过仿真分析,获得了最优的任务卸载甘特图;揭示了系统时延随任务数量线性增长;与随机任务卸载策略相比,同样条件下,文中所提出的卸载策略具有较小的系统时延;同时,可得到系统能耗和系统时延成反比的关系,在不增加系统时延的条件下找到了有效的节能方式。

关键词：移动边缘计算多核服务器任务卸载调度策略功率控制混合流水车间调度遗传算法

多核服务器边缘计算系统中任务卸载调度和功率分配的研究

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多核服务器边缘计算系统中任务卸载调度和功率分配的研究

作者：凌雪延南京邮电大学

学位级别：硕士

传统移动边缘计算系统的研究大多没有考虑服务器是否为多核服务器,鉴于目前对多核服务器移动边缘计算系统的研究较少,本文研究了多核服务器边缘计算系统中任务卸载调度和功率分配的问题。不同于以往研究中将服务器的资源抽象为一个整体... 详细信息

传统移动边缘计算系统的研究大多没有考虑服务器是否为多核服务器,鉴于目前对多核服务器移动边缘计算系统的研究较少,本文研究了多核服务器边缘计算系统中任务卸载调度和功率分配的问题。不同于以往研究中将服务器的资源抽象为一个整体的可分配的资源池,本文将关注更为细粒度的资源分配和任务调度,即服务器每个核上的资源分配和任务调度过程。在单小区单用户多核服务器的移动边缘计算系统中,本文对多个独立计算任务的卸载调度策略和功率分配问题进行了研究。首先,基于混合流水车间调度模型对系统任务的卸载调度进行了建模,获得了系统时延的计算表达式,并在此基础上对系统能耗进行了建模;其次,利用混合编码方式的自适应遗传算法,对系统时延和能耗加权和的最小化问题进行了求解,确定了最优的任务卸载调度策略和系统时延与能耗间的权衡关系。最后,通过仿真分析,获得了最优的任务卸载甘特图;揭示了系统时延随任务数量线性增长;与随机任务卸载策略相比,同样条件下本文所提出的卸载策略具有较小的系统时延;同时,可得到系统能耗和系统时延成反比的关系,在不增加系统时延的条件下找到了有效的节能方式。在单小区多用户多核服务器的移动边缘计算系统中,研究了每个用户仅有一个计算任务时,任务卸载调度的相关问题。首先,介绍了单小区多用户多核服务器的移动边缘计算系统模型、计算任务模型、通信模型、四种服务端调度算法及其评价指标和系统时延、能耗模型;其次,仿真分析了四种服务端调度算法的平均周转时间、平均加权周转时间、系统吞吐量随用户数量增加而增加的关系,可以发现在系统整体表现、用户满意度上表现好坏的依次是高响应比优先算法、短作业优先算法、先到先服务算法和随机调度算法,而在调度策略效率上表现好坏的依次是高响应比优先算法、先到先服务算法、短作业优先算法和随机调度算法;最后,对系统平均时延和系统平均能耗的权衡问题进行了研究,分析了系统平均时延和平均能耗成反比的关系,在不增加系统时延的条件下找到了一种节能的方式。

关键词：移动边缘计算多核服务器任务卸载调度策略功率分配混合流水车间调度自适应遗传算法

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制造业信息化热点新技术分析

网络安全与数据治理 2007年第6期26卷 55-56页

作者： e制造弗戈达(中国)数据服务中心

新技术应用情况e制造及弗戈博达(中国)数据服务中心调查了制造业用户对新技术的应用情况。调查数据显示,在目前PC数量超过10台的企业用户中,双核/多核服务器、移动应用的应用比例相对突出,

关键词：多核服务器移动应用双核企业企业管理开放源代码软件开源软件制造业信息化数据服务中心 RFID

基于TDD模式的分布式大规模MIMO原型系统设计与实现

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基于TDD模式的分布式大规模MIMO原型系统设计与实现

作者：王嘉频东南大学

学位级别：硕士

随着信息化时代的到来,不断涌现出新的业务和应用场景,这一切都对现有的通信架构提出了更高的要求,引起人们对第五代移动通信(5G)系统的研究热潮。目前,大规模MIMO技术已成为5G的核心技术之一,其研究方向之一的分布式MIMO系统受到工业... 详细信息

随着信息化时代的到来,不断涌现出新的业务和应用场景,这一切都对现有的通信架构提出了更高的要求,引起人们对第五代移动通信(5G)系统的研究热潮。目前,大规模MIMO技术已成为5G的核心技术之一,其研究方向之一的分布式MIMO系统受到工业界和学术界极大的关注。分布式MIMO系统通过配置大量射频处理节点得到更高的性能同时也带来了巨大的挑战,如何快速实现分布式MIMO原型验证系统成为一个极具挑战性的问题。本文基于现实需求,设计与实现一个基于TDD模式的分布式大规模MIMO原型验证系统,从而对分布式大规模MIMO的传播特性和相关算法进行研究。具体工作安排如下:首先,本文在深入学习分布式MIMO技术相关理论成果和集中式MIMO原型系统搭建经验的基础上,进行分布式MIMO原型验证系统的物理层设计。在确定系统的无线帧结构和关键参数前提下,完成分布式大规模MIMO原型系统上、下行传输方案设计,并对其中的关键技术进行研究,包括空口同步技术中的符号定时同步和载波频率偏移技术、分布式信道互易性校准技术以及光纤回传网络UDP传输技术,并给出信道估计和信道均衡算法。然后,本文对分布式MIMO原型验证系统的软、硬件平台和系统架构进行介绍。结合分布式MIMO原型系统的传输特性和处理要求,选取USRP RIO作为射频处理节点,华为通用多核处理器作为中心处理单元,White Rabbit系列产品作为时钟分发网络,详细介绍硬件系统以及相应软件开发环境的特点和性能,并利用所选取的硬件系统对分布式MIMO原型系统架构进行总体设计,包括基站侧上、下行传输架构,基站侧时钟分发网络架构以及用户侧上、下行传输架构。最后,本论文完成分布式MIMO原型验证系统的传输实现与相关测试测量。按照从射频处理节点到中心处理单元,从FPGA端到服务器端,从LabVIEW开发到C语言实现,阐述了基站侧各功能模块的软件实现细节,理清了整个系统的数据流走向,突出了分布式MIMO原型系统上、下行传输链路中核心模块的关键作用。在完成整个系统搭建的基础上,针对室内、室外两种传输环境,完成了系统的上、下行多用户比特流数据传输实现,可支持QPSK和16QAM两种调制方式,并对上行传输的各节点误比特率曲线进行了测量和分析。测量结果显示:本文搭建的基于TDD模式的分布式MIMO原型验证系统可以完成上、下行比特流数据的传输,完成预期目标。

关键词：分布式MIMO 时钟分发同步 UDP传输协议多线程开发多核服务器

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分布式缓存中事件机制子系统的设计与实现

分布式缓存中事件机制子系统的设计与实现

作者：程海洋北京邮电大学

学位级别：硕士

如今网络平台中各类应用已经深入到人们的衣食住行等领域,人们的生活、工作、学习带来了翻天覆地的变化,如百度搜索、淘宝、微信各种互联网App,每一秒钟都有数以万计的用户使用这些应用程序。当用户访问量增加时,高并发访问数据库由于磁... 详细信息

如今网络平台中各类应用已经深入到人们的衣食住行等领域,人们的生活、工作、学习带来了翻天覆地的变化,如百度搜索、淘宝、微信各种互联网App,每一秒钟都有数以万计的用户使用这些应用程序。当用户访问量增加时,高并发访问数据库由于磁盘I/O速度造成请求响应延迟,解决这一问题的关键方法是在服务器端采用缓存技术。在缓存服务器处理高并发的访问时,为快速处理请求,以非阻塞方式处理网络I/0以及各种定时任务。因此,服务器中需要一套高效的基于事件的子系统,如Memcache基于Libevent的事件机制。当前Libevent作为通用事件机制广泛使用在服务器中。Libevent是开源、事件驱动、跨平台的网络处理库,提供了简洁的API便于项目开发。但是Libevent为满足通用性以及跨平台性导致代码庞杂,性能有所下降,而且代码封装过于完善不利用扩展。在项目开发中如果对事件机制效率要求较高,需要根据具体需求自行设计实现。本论文设计和实现了分布式缓存系统中的事件机制,该分布式缓存系统是基于应用服务器高并发问题的背景下设计实现的。项目运行系统为Linux操作系统,使用C语言进行开发。事件机制内部使用多线程解决客户端的高并发访问,修改了并行处理中经常使用的Master-worker模式,将多线程模块封装在事件机制内部,内部线程的数目根据任务可以动态调整,线程使用epoll处理网络I/O,快速处理用户请求。事件管理器采用双hash表实现,为减少大量的事件迁移对系统的波动,实现hash表的逐步迁移平摊开销策略。考虑到系统需要进行大量定时事件操作,事件机制定时器采用了级联时间轮算法。时间轮算法保证定时事件插入、删除等一系列操作的时间复杂度都在0(1),并且不会随着定时事件的增加而增大。级联时间轮算法可以表示大范围的定时跨度,降低内存的占用。经过测试,该事件机制子系统能够快速地处理I/O事件以及定时器事件。基于该事件机制的分布式缓存系统可以实现平稳快速地运行。

关键词：事件机制高并发多核服务器双hash表 epoll 线程池级联时间轮算法

基于nodejs的web应用系统高并发处理模式的研究与实现

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基于nodejs的web应用系统高并发处理模式的研究与实现

作者：席季季北京邮电大学

学位级别：硕士

随着互联网的不断发展,web应用系统的用户量越来越多,web应用系统面临着高并发访问的压力,保证web应用系统能够应对高并发问题是一个很重要的研究方向。本文基于实验室研发的“一村一品网络商城”项目,该项目是一个集信息化、智能化服... 详细信息

随着互联网的不断发展,web应用系统的用户量越来越多,web应用系统面临着高并发访问的压力,保证web应用系统能够应对高并发问题是一个很重要的研究方向。本文基于实验室研发的“一村一品网络商城”项目,该项目是一个集信息化、智能化服务于一体的网络交易平台。该项目的需求是进行新版本的开发,来满足功能以及高并发的性能需求。nodejs技术是当今流行的服务器端技术,采用基于事件驱动的异步I/O模型,极大的提高了 HTTP服务器的并发性能。因此,基于“一村一品网络商城”系统,研究基于nodejs的web应用系统高并发处理模式具有重要的意义。本文主要基于nodejs技术,首先研究了 nodejs的工作原理,分析了 nodejs在高并发环境下的优势。然后深入研究nodejs多核服务器,分析了当前存在的解决方案的不足,引入“最小连接数”算法,基于该算法实现nodejs多核服务器。最后在负载均衡层、核心处理层、缓存层、数据源层分别进行设计,完成了 web应用系统高并发处理模式的设计与实现。理论与实际相结合,本文以基于nodejs的高并发处理模式,实现“一村一品网络商城”新版本的开发。首先确定系统的开发模块,包括用户模块、订单模块、产业政策模块、鲜果庄园模块、商品模块、购物车模块、地址模块、后台管理模块,对相应模块进行了需求分析、功能结构设计与实现,数据库设计与实现等。最后,本文对系统进行功能测试,同时模拟高并发环境对系统进行性能测试,验证了其可行性。

关键词： nodejs 高并发多核服务器一村一品网络商城

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基于确定学习的步态快速识别系统设计

基于确定学习的步态快速识别系统设计

作者：陈春艳华南理工大学

学位级别：硕士

步态识别是生物特征识别技术中的一个新兴领域，它旨在根据人们的行走方式进行身份识别或生理、病理及心理特征检测，具有广阔的应用前景，因此引起了国内外许多研究者的浓厚兴趣，成为近年来生物医学信息检测领域备受关注的前沿方向。... 详细信息

步态识别是生物特征识别技术中的一个新兴领域，它旨在根据人们的行走方式进行身份识别或生理、病理及心理特征检测，具有广阔的应用前景，因此引起了国内外许多研究者的浓厚兴趣，成为近年来生物医学信息检测领域备受关注的前沿方向。步态识别主要是针对含有人的运动图像序列进行分析处理，通常包括特征提取，特征训练处理和识别分类三个阶段。鉴于步态识别系统在视觉监控等领域有潜在的应用，本文对步态识别系统的实现开展了深入的研究。确定学习是最近提出的一种可以对非线性系统未知动态进行局部准确建模的方法，可应用于动态模式的快速识别。动态模式的快速识别，包括辨识和识别两个阶段。基于确定学习理论的人体步态识别算法是其在步态识别领域的应用，该算法利用RBF神经网络实现对步态系统动力学的局部准确的辨识，所获取的步态系统动力学知识以常值神经网络权值的形式存储起来。通过常值神经网络构建一组动态估计器来表征训练模式，并将所学到的步态系统动力学知识嵌入估计器中。将测试模式与这组动态估计器做差，生成一组识别误差，并将其作为测试模式与训练模式之间相似性的依据。根据最小误差原则，实现对测试模式的快速准确的识别。本文着重进行了步态识别系统在实际应用中的探索和研究，基于现有的步态特征提取相关理论算法和确定学习的人体步态识别算法，重点介绍了基于确定学习的步态快速识别系统的设计工作，取得的成果主要有以下两点：（1）设计基于LABVIEW图形化编程语言的步态识别离线系统。该系统涉及了对步态识别系统中的图像处理，步态训练，步态识别整个框架的设计，直观演示了步态识别整个流程和识别结果，该系统采用中科院自动化研究所提供的NLPR步态数据库验证了确定学习步态识别算法的有效性，同时结合曙光多核服务器和LABVIEW的多线程编程实现了小规模数据库下的多模式步态快速识别。（2）设计步态识别实时在线系统。为解决实际应用中大规模数据库下步态的实时快速识别面临巨大计算量的问题，通过MATALB JACKET软件平台调用GPU图形处理单元对确定学习步态识别算法实现了并行化，结合MATLAB GUI设计了确定学习步态识别的实时在线系统，并在自建的步态数据库实验环境下，测试了系统实时在线的效果，具有较好的工程应用价值。

关键词：步态识别确定学习 LABVIEW 多核服务器 GPU

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并行空战仿真系统框架的设计

微型电脑应用 2012年第4期28卷 32-35,39页

作者：张博高晓光西北工业大学电子信息学院西安710129

介绍了一种空战仿真系统的框架设计,系统核心运行在一台高性能多核服务器上,每一架飞机实体和导弹实体分别运行在CPU的一个核心上,并行推进,采用共享内存方式进行数据交互,避免了分布式仿真系统所要面对的数据通信开销庞大的问题。整个... 详细信息

介绍了一种空战仿真系统的框架设计,系统核心运行在一台高性能多核服务器上,每一架飞机实体和导弹实体分别运行在CPU的一个核心上,并行推进,采用共享内存方式进行数据交互,避免了分布式仿真系统所要面对的数据通信开销庞大的问题。整个系统分为3层,采用模块化方式设计,方便整个仿真系统的任务分解;采用多线程技术开发,同时系统具有良好的实时性和扩展性。

关键词：空战仿真系统框架设计多核服务器共享内存多线程技术

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下期预告

个人电脑 2008年第10期14卷 282-282页

轻盈灵动在2008英特尔春季IDF上,英特尔公司提出了MID(移动互联网设备)的概念,并联合多家合作伙伴展示了即将面市的产品。

关键词：数码相机变焦多核服务器服务器处理器下期预告