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云计算中资源延迟感知的实时任务调度方法

计算机研究与发展 2017年第2期54卷 446-456页

作者：陈黄科祝江汉朱晓敏马满好张振仕国防科学技术大学信息系统工程重点实验室长沙410073

绿色云计算已经成为一个研究焦点,动态整合虚拟机和关闭空闲主机是极具潜力的途径可降低云计算数据中心的能耗.当云平台的负载迅速增加时,系统需要启动更多的主机和创建更多的虚拟机来扩展可用资源.然而,启动主机和创建虚拟机需要一定... 详细信息

绿色云计算已经成为一个研究焦点,动态整合虚拟机和关闭空闲主机是极具潜力的途径可降低云计算数据中心的能耗.当云平台的负载迅速增加时,系统需要启动更多的主机和创建更多的虚拟机来扩展可用资源.然而,启动主机和创建虚拟机需要一定的时间开销,使得紧急任务难以及时开始,从而延误了截止期.为了解决以上问题,首先提出具有机器启动时间感知的虚拟机扩展策略,以缓解机器启动时间冲击实时任务的时效性要求.基于该策略,设计算法STARS来调度实时任务和资源,以在保障任务时效性与节能2方面进行权横.最后,使用Google的负载数据进行模拟实验,比较算法STARS与其他2个算法的性能.实验结果表明,在保障任务时效性、节能和资源利用率方面,算法STARS优于对比算法.

关键词：云计算虚拟化调度实时任务节能机器启动时间

考虑飞行初段弹道交叉的多导弹协同发射时序规划方法

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系统工程与电子技术 2017年第2期39卷 316-321页

作者：张家铭刘忠石建迈陈超张明星国防科学技术大学信息系统工程重点实验室湖南长沙410073

在多导弹协同作战条件下,协调不同导弹发射平台之间的导弹发射顺序,避免导弹飞行初段弹道的相互干扰,快速计算所有导弹的发射时间变得十分迫切和异常困难。为解决多导弹协同发射时序规划问题,以最小化完成导弹发射任务的最终时间为优化... 详细信息

在多导弹协同作战条件下,协调不同导弹发射平台之间的导弹发射顺序,避免导弹飞行初段弹道的相互干扰,快速计算所有导弹的发射时间变得十分迫切和异常困难。为解决多导弹协同发射时序规划问题,以最小化完成导弹发射任务的最终时间为优化目标,建立了多导弹发射时序协同规划的混合整数规划模型。设计了快速启发式算法,给出了发射时间求解算法及基于空间压缩思想的可行解进化策略,可辅助指挥员快速生成导弹发射时序方案。以30枚导弹协同发射为案例,对模型和算法进行了仿真验证。实验结果表明,该模型和方法能有效解决多导弹协同发射时序规划问题。

关键词：巡航导弹发射时序任务规划弹道交叉

基于PES的Petri网可执行模型生成方法

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系统工程与电子技术 2017年第5期39卷 1030-1035页

作者：傅炯罗爱民罗雪山刘俊先国防科学技术大学信息系统工程重点实验室湖南长沙410073

针对体系结构验证评估中可执行模型生成缺乏灵活性和扩展性的问题,提出了一种基于体系结构物理交换规范(physical exchange specification,PES)的Petri网可执行模型生成方法。该方法基于DoDAF 2.0提出的体系结构PES和支持对象化的扩展Pe... 详细信息

针对体系结构验证评估中可执行模型生成缺乏灵活性和扩展性的问题,提出了一种基于体系结构物理交换规范(physical exchange specification,PES)的Petri网可执行模型生成方法。该方法基于DoDAF 2.0提出的体系结构PES和支持对象化的扩展Petri网标记语言(Petri net markup language,PNML)规范,构建了基于PES的Petri网可执行模型生成框架,通过体系结构模型数据含义与Petri网模型元素之间的语义映射,建立了PES与扩展PNML之间的数据映射规则,并以作战活动模型为例详细说明了数据映射规则和转换算法;最后,以民间海上搜救体系结构为例,验证了所提方法的有效性。该方法实现了灵活、自动化的Petri网可执行模型生成,打破了体现结构建模语言和Petri网模型类型的限制。

关键词：体系结构体系结构验证评估可执行模型物理交换规范 Petri网标记语言

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虚拟化云中随机任务与资源调度方法

系统工程与电子技术 2017年第2期39卷 348-354页

作者：陈黄科祝江汉马满好朱晓敏国防科学技术大学信息系统工程重点实验室湖南长沙410073

任务和资源调度方法是云系统的关键技术之一。但是,现有的研究往往忽略实时任务的高动态性和任务执行时间的随机性,使得调度方案的实际性能与期望性能相差甚远。针对以上问题,本文设计一个随机性感知的调度框架;提出一个启发式调度算法... 详细信息

任务和资源调度方法是云系统的关键技术之一。但是,现有的研究往往忽略实时任务的高动态性和任务执行时间的随机性,使得调度方案的实际性能与期望性能相差甚远。针对以上问题,本文设计一个随机性感知的调度框架;提出一个启发式调度算法集成前摄性和反应式策略(proactive and reactive strategy,PRS)来对任务进行调度,以提高云系统保障实时任务时效性的能力;并提出3个计算资源伸缩策略来动态调整计算资源,以减少能量消耗。最后,通过实验将算法PRS的性能与其他4个算法进行比较。实验结果表明,在任务完成率和能耗方面,算法PRS的性能比已有算法提高13.85%和17.23%。

关键词：云计算随机性感知节能调度前摄性反应式

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数据中心内Incast流量的网内聚合研究

计算机研究与发展 2016年第1期53卷 53-67页

作者：郭得科罗来龙李妍胡智尧任棒棒信息系统工程国防科技重点实验室(国防科学技术大学) 长沙410073

MapReduce等分布式计算系统应用在数据中心内产生了严重的东西向流量,其中以incast和shuffle为代表的关联性流量占相当大的比重,进而严重影响到上层应用的性能.这促使研究者们考虑在这些关联性流量的网内传输阶段尽可能早而不是仅在流... 详细信息

MapReduce等分布式计算系统应用在数据中心内产生了严重的东西向流量,其中以incast和shuffle为代表的关联性流量占相当大的比重,进而严重影响到上层应用的性能.这促使研究者们考虑在这些关联性流量的网内传输阶段尽可能早而不是仅在流量的接收端进行流间数据聚合.首先以新型数据中心网络结构为背景讨论流间数据聚合的可行性和增益,为最大化该增益,为incast传输建立最小代价树模型.为解决该模型,提出了2种近似的incast树构造方法,其能够仅基于incast成员的位置和数据中心拓扑结构生成一个有效的incast树,进一步解决了incast树的动态和容错问题.最后,采用原型系统和大规模仿真的方法评估了incast流量的网内聚合方法,实验结果证明该方法能大幅降低incast流量造成的传输开销,能节约数据中心的网络资源.同时,提出的模型和解决方法也适用于其他类型的数据中心网络结构.

关键词：网内聚合数据中心 incast传输 shuffle传输网络流量

基于状态转移的UAV单机侦察任务调度策略研究

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系统工程理论与实践 2013年第8期33卷 2141-2147页

作者：王小乐黄宏斌邓苏吴继冰国防科学技术大学信息系统工程重点实验室长沙410073

针对不确定环境中侦察无人机执行多任务时不同的任务调度顺序对代价和收益的影响,根据多任务执行过程的特征,建立了任务执行过程的状态转移模型.通过对模型推导获得了一个最优性判据,根据该判据对任务进行降序排列能够得到最优调度.仿... 详细信息

针对不确定环境中侦察无人机执行多任务时不同的任务调度顺序对代价和收益的影响,根据多任务执行过程的特征,建立了任务执行过程的状态转移模型.通过对模型推导获得了一个最优性判据,根据该判据对任务进行降序排列能够得到最优调度.仿真实验结果证明了文中所提调度策略的最优性,将文中所提策略产生的表调度算法与遗传算法和穷举搜索进行实验对比,实验结果与理论推导一致,说明了文中所提策略的最优性和高效性.

关键词：无人机任务调度状态转移遗传算法

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面向跨域作战的体系建模与生成方法

指挥与控制学报 2022年第1期8卷 23-29页

作者：张萌萌黄洋张晓雪罗爱民刘俊先国防科学技术大学信息系统工程实验室湖南长沙410072

为应对分布式作战、马赛克战、跨域作战等新型作战概念,解决跨域作战体系动态生成问题,提出面向跨域作战的体系结构建模方法,从任务、能力、活动、服务、信息资源等视角对跨域作战体系进行描述,并基于该建模框架研究跨域作战体系生成方... 详细信息

为应对分布式作战、马赛克战、跨域作战等新型作战概念,解决跨域作战体系动态生成问题,提出面向跨域作战的体系结构建模方法,从任务、能力、活动、服务、信息资源等视角对跨域作战体系进行描述,并基于该建模框架研究跨域作战体系生成方法,提出基于能力包与基于作战资源发现两种跨域作战体系生成途径,为跨域方案生成、形成跨域合力提供支撑.

关键词：跨域作战体系建模能力包作战资源

基于动态调整的C^4ISR系统结构灵活性分析

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系统工程与电子技术 2016年第3期38卷 563-568页

作者：张萌萌陈洪辉罗爱民刘俊先国防科学技术大学信息系统工程重点实验室湖南长沙410072

当前网络和信息技术的发展为C4ISR(command,control,communication computer,intelligence,surveillance,reconnaissance,C4ISR)系统的灵活性提出了更大的挑战。灵活性存在于C4ISR系统的多个方面,其中结构灵活性是系统灵活性的支撑。首先明确了系统结构灵活性的基本内涵,然后采用OPDAR(observer,processor,decision,actor,relationship)模型构建系统结构,改进并应用了制造业中车间-产品模型的灵活性分析思想,提出基于动态调整的C4ISR系统结构灵活性分析方法。最后对两种联合防空系统的系统结构进行灵活性分析,证明了方法的可行性。

关键词： C4ISR系统结构灵活性 OPDAR模型动态调整

基于滚动优化策略的成像侦察卫星应急调度方法

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系统工程理论与实践 2013年第10期33卷 2685-2694页

作者：贺川邱涤珊朱晓敏伍国华国防科学技术大学信息系统工程重点实验室长沙410073

针对成像侦察卫星应急调度问题进行研究,在分析主要约束条件的基础上,构建了多星调度问题的约束满足模型.根据应急任务具有独立到达时刻与执行截止期需求的特点,提出了基于滚动优化策略的调度算法.该策略采用周期驱动与事件驱动相结合... 详细信息

针对成像侦察卫星应急调度问题进行研究,在分析主要约束条件的基础上,构建了多星调度问题的约束满足模型.根据应急任务具有独立到达时刻与执行截止期需求的特点,提出了基于滚动优化策略的调度算法.该策略采用周期驱动与事件驱动相结合的混合驱动模式,可将调度过程划分为一系列静态的调度区间.通过优化各区间内任务的规划方案,实现应急任务的动态调度.在问题求解过程中,将滚动优化策略与启发式算法结合,形成了三种应急调度算法.最后通过仿真实验,对不同算法的调度效果进行对比,验证了滚动优化策略的有效性.

关键词：应急调度成像侦察卫星滚动优化启发式算法约束满足