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一种新的优化的检查点间隔的求解模型

小型微型计算机系统 2003年第3期24卷 448-451页

作者：蒋廷耀李庆华华中科技大学计算机学院湖北武汉430074

在具有容错功能的高性能计算环境中 ,由于加入检查点机制会给系统引入额外负载 ,检查点间隔的适当选定能使系统性能优化 .Vaidya的贡献是用他的模型得出的优化的检查点间隔的求解等式独立于检查点潜伏时间 (L )及检查点恢复时间 (R) ,... 详细信息

在具有容错功能的高性能计算环境中 ,由于加入检查点机制会给系统引入额外负载 ,检查点间隔的适当选定能使系统性能优化 .Vaidya的贡献是用他的模型得出的优化的检查点间隔的求解等式独立于检查点潜伏时间 (L )及检查点恢复时间 (R) ,本文介绍了一种新的基于时间分段的模型 NSBM,引入了系统平均利用率这一容错领域更易理解的概念代替 Vaidya模型中的平均负载率并推导出了也是独立于 L及 R的求解等式 .实验结果表明 NSBM的求解模型比

关键词：优化检查点间隔求解模型容错负载率利用率时间分段模型计算机

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双机容错系统中最佳检查点间隔的分析

计算机工程 2007年第5期33卷 283-284,F0003页

作者：鄢喜爱杨金民田华湖南大学软件学院长沙410082 湖南公安高等专科学校长沙410138

设置检查点是容错计算机系统进行故障恢复的重要手段。因为检查点间隔选择过大或过小都将使系统性能受到影响,所以检查点间隔的适当选定是系统性能优化的一个重要指标。该文针对双机容错系统,采用检查点设置与回卷恢复的方法提出了一种... 详细信息

设置检查点是容错计算机系统进行故障恢复的重要手段。因为检查点间隔选择过大或过小都将使系统性能受到影响,所以检查点间隔的适当选定是系统性能优化的一个重要指标。该文针对双机容错系统,采用检查点设置与回卷恢复的方法提出了一种系统模型,利用马尔科夫链得到了最佳检查点间隔的求解等式,通过实验证实了求解等式的正确性。

关键词：双机容错回卷恢复检查点间隔

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应用混合粒子群优化的检查点全局优化算法

哈尔滨工业大学学报 2015年第5期47卷 91-96页

作者：门朝光何忠政陈拥军李香蒋庆丰哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院哈尔滨150001 中国新兴建设开发总公司北京100143

针对容错实时系统存在的局部最优检查点间隔为单次故障情况下的最优检查点间隔及局部最优检查点间隔并不是任务集全局最优检查点间隔的缺陷,首先给出检查点间隔全局优化问题的多目标优化模型,然后基于混合粒子群优化算法,提出检查点间... 详细信息

针对容错实时系统存在的局部最优检查点间隔为单次故障情况下的最优检查点间隔及局部最优检查点间隔并不是任务集全局最优检查点间隔的缺陷,首先给出检查点间隔全局优化问题的多目标优化模型,然后基于混合粒子群优化算法,提出检查点间隔全局优化算法.该算法通过混合粒子群优化算法的交叉和变异操作,避免算法陷入局部极值的困境,且增强了算法搜索全局近优检查点间隔的能力.实验表明,与其他检查点间隔优化算法相比,本算法可进一步提升系统容错能力.检查点间隔全局优化能在故障多次发生情况下,对任务集的检查点间隔进行全局搜索,以减小检查点设置次数和故障检测次数、高优先级任务抢占时间及故障恢复时间,提高系统可调度性.

关键词：实时系统检查点间隔容错调度粒子群优化

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穿戴计算机的内核级检查点优化策略研究

高技术通讯 2008年第5期18卷 492-497页

作者：张展左德承慈轶为杨孝宗哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院哈尔滨150001

为提高穿戴计算机的可靠性和可用性,提出了适用于穿戴计算机操作系统内核级检查点机制的优化检查点间隔的策略——适应穿戴计算机瞬时故障发生规律的步进式检查点(SP-CKPT)策略和基于内存数据量监测的内存监控门限法(MMTC)。前者针对可... 详细信息

为提高穿戴计算机的可靠性和可用性,提出了适用于穿戴计算机操作系统内核级检查点机制的优化检查点间隔的策略——适应穿戴计算机瞬时故障发生规律的步进式检查点(SP-CKPT)策略和基于内存数据量监测的内存监控门限法(MMTC)。前者针对可穿戴计算机故障频率的特点,动态地步进式调整检查点间隔,使检查点位置'逼近'系统失效的位置,有效减少计算损失;后者通过对系统内存数据量的监测,采用门限法控制检查点设置的时机,使系统尽可能在用内存资源最少的时间点来进行检查点的设置,减少检查点信息的存储量。这两种策略分别从时间和空间的角度优化检查点间隔。仿真结果表明,这两种策略结合,能够提高系统可靠性和可用性,减少无故障运行和卷回恢复阶段的开销。

关键词：穿戴计算机检查点间隔内核级检查点步进式检查点(SP-CKPT) 内存监控门限法(MMTC)

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基于非精确计算的实时任务检查点设置策略

哈尔滨工程大学学报 2007年第2期28卷 203-206页

作者：王继刚顾国昌徐立峰李翌哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001 中兴通讯中央研究院成都研究所四川成都610041

实时系统要求每个任务必须在其截止时间内产生逻辑正确的结果,然而,由于故障的存在使得系统无法保证所有任务都能满足这一条件,因此,适当降低实时任务的精确度以及提供优化有效的容错方法变得至关重要.文章基于非精确计算理论提出了一... 详细信息

实时系统要求每个任务必须在其截止时间内产生逻辑正确的结果,然而,由于故障的存在使得系统无法保证所有任务都能满足这一条件,因此,适当降低实时任务的精确度以及提供优化有效的容错方法变得至关重要.文章基于非精确计算理论提出了一种检查点设置策略IC-CPS,该策略面向多任务的实时系统,可以提供容错能力和确定性实时保证.数值测试证明IC-CPS不仅提高了系统的容错能力,扩大了检查点策略的应用范围,使得实时任务能够在按时完成的前提下容忍更多的错误,而且还降低了系统因为设置检查点所产生的开销.

关键词：容错检查点间隔非精确计算实时系统

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复杂失效分布下的动态检查点设置

小型微型计算机系统 2010年第4期31卷 715-721页

作者：印杰江建慧同济大学计算机科学与技术系；上海201804

检查点技术是保障计算机系统可靠性的一种常用方法.通常假定系统失效的发生服从泊松分布,因此检查点是等间隔设置的.但近几年公布的现场数据表明以上假定不合实际.因此,首先利用现场失效数据对固定检查点间距方法的适应性进行分析,并提... 详细信息

检查点技术是保障计算机系统可靠性的一种常用方法.通常假定系统失效的发生服从泊松分布,因此检查点是等间隔设置的.但近几年公布的现场数据表明以上假定不合实际.因此,首先利用现场失效数据对固定检查点间距方法的适应性进行分析,并提出两种检查点动态设置方法,它们根据系统前个阶段的失效信息动态地设置下一个检查点.模拟实验结果表明,所提出的方法在复杂失效分布下所获得的效果达到或者优于最优固定检查点的水平.

关键词：检查点技术检查点间隔失效分布未知动态检查点

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基于强化学习的流应用动态自适应检查点机制

基于强化学习的流应用动态自适应检查点机制

作者：刘衔哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着大数据应用场景的需求不断发展,流计算逐渐成为一种主流计算模式。流式应用通常需要持续地运行,在这个过程中难免要受到各类软硬件故障的影响,在分布式环境下故障的发生则会更加频繁。因此,在不影响实时性的情况下保证流处理应用的... 详细信息

随着大数据应用场景的需求不断发展,流计算逐渐成为一种主流计算模式。流式应用通常需要持续地运行,在这个过程中难免要受到各类软硬件故障的影响,在分布式环境下故障的发生则会更加频繁。因此,在不影响实时性的情况下保证流处理应用的高可靠性是流计算领域的研究热点。在流处理的主流容错方法中,相较于需要高昂备份资源的主动备份,结合被动备份和上游备份的检查点机制是当前较为高效的容错手段。当采用检查点的容错方法时,选择合适的检查点周期是保障流应用平稳运行的关键。以Apache Flink为代表的流处理系统目前只支持固定周期的检查点,难以在动态变化的流应用场景中,对无故障运行时的容错代价和故障恢复的成本进行较好的权衡。本文首先研究了基于栅栏的检查点机制的容错开销,具体分析了流应用运行过程中检查点和故障恢复对于系统性能的影响程度,同时得出影响检查点运行时开销和故障恢复开销的主要因素。结合对检查点容错代价的分析,本文研究在负载、故障等环境指标动态变化的情况下,通过基于强化学习的方法,对检查点间隔进行动态的自适应调整,在避免对流应用整体环境的建模的同时,面向处理延迟和故障恢复时间进行自适应优化,基于Flink平台原有的容错机制对算法进行了实现,解决了原生平台仅支持固定周期检查点的问题,最后在Flink平台与现有研究的检查点间隔优化算法和模型进行了对比。实验结果表明:本文提出的动态检查点间隔调整算法对比已有的检查点间隔优化模型和算法,在处理延时上降低了10%,在故障恢复时间上降低了37%,同时本文的算法在不同的应用场景下都具备较为稳定的优化效果。

关键词：流计算容错检查点间隔强化学习 Flink

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基于WinNT进程检查点技术研究与实现

基于WinNT进程检查点技术研究与实现

作者：梁蓓湖南大学

学位级别：硕士

进程检查点机制是在进程正常运行的适当时刻设置检查点，将进程状态保存到稳定存储器中。如果在随后的运行过程中发生故障，从存储器中读出保存的进程状态，将进程卷回恢复，继续运行，从而避免从头开始执行，减少计算损失。随着WinNT... 详细信息

进程检查点机制是在进程正常运行的适当时刻设置检查点，将进程状态保存到稳定存储器中。如果在随后的运行过程中发生故障，从存储器中读出保存的进程状态，将进程卷回恢复，继续运行，从而避免从头开始执行，减少计算损失。随着WinNT操作系统的不断普及，基于该操作系统下的应用也越来越广泛。WinNT软件的容错性越来越受到重视。WinNT是不公开内核的操作系统，许多研究通过实现用户级进程检查点系统，在不修改系统内核的前提下来提高WinNT软件的容错性。本文首先对进程检查点技术以及目前国内外研究的现状进行综述。通过分析现有用户级进程检查点系统，总结了实现进程检查点系统的难点和需要解决的问题。接着介绍了实现检查点系统的关键技术及其原理：DLL的注入，API函数的截获，活动文件的保存和恢复等。本文着重介绍了用户级进程检查点系统NTckpt的设计与实现。该系统由两部分组成：DLL注入模块InjectDll和检查点库***。InjectDll模块实现了在执行文件中透明的插入检查点库。检查点库***是系统的核心，实现API函数截获和包裹，进程状态的获取、保存与恢复。进程回卷恢复时，NTckpt系统采用了完全一致恢复进程用户地址空间的方法，与现有系统中的非一致恢复相比不仅可以消除原有方法在恢复进程状态时存在的隐患还可以减少系统截获和包裹的API调用，简化进程状态的恢复。检查点时间间隔选取是影响检查点系统性能的一个方面。本文利用时间序列分析方法为进程状态大小情况建立模型，预测进程检查点开销较小的时刻放置检查点，动态确定检查点的时间间隔。实验表明使用该方法可以帮助用户设置合适的检查点间隔，有效的减小检查点的开销。

关键词：软件容错检查点设置与回卷恢复检查点开销检查点间隔

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一种基于行为特征的文件检查点优化策略

软件 2017年第7期38卷 137-142页

作者：周益帆吴咏无锡市大桥实验学校江苏无锡214000

检查点机制是高性能计算平台的一项重要特性。它能够在程序运行的某一时刻保存程序的运行状态,并在系统故障后恢复程序状态继续执行。由于文件操作在应用程序中的普遍性,支持文件回卷对于检查点技术来说是十分必要的。文件数据备份可以... 详细信息

检查点机制是高性能计算平台的一项重要特性。它能够在程序运行的某一时刻保存程序的运行状态,并在系统故障后恢复程序状态继续执行。由于文件操作在应用程序中的普遍性,支持文件回卷对于检查点技术来说是十分必要的。文件数据备份可以使文件在回卷后恢复到正常状态,但是开销太大。本文提出了一种基于行为特征的文件检查点优化策略(BBFC),能够提供文件数据的正确恢复,有效保证了程序回卷恢复到上一个检查点时文件状态与进程其它状态保持一致。BBFC对文件行为特征进行分类,并根据这些行为特征采取相应的保存恢复策略,从而在很大概率上减少了检查点间隔需要保存的文件内容,降低了文件检查点的时间、空间开销。它对用户透明,简单易用。

关键词：计算机软件文件检查点行为特征回卷恢复 -致性检查点间隔