動態(tài)問題的商空間求解方法及其應用研究.pdf

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

2、成果。在實際生產、生活過程中，很多問題的求解是隨時間的變化而不斷變化的，如交通運輸、石油化工、通信工程等諸多領域，問題的技術規(guī)范、約束條件與資源環(huán)境等隨時間發(fā)生變化，這類問題的求解被稱為動態(tài)問題求解。然而，現有對商空間模型及其應用的研究仍只是建立在靜態(tài)數據或靜態(tài)商拓撲結構的基礎上的，當考慮環(huán)境發(fā)生變化時，傳統(tǒng)的靜態(tài)商空間理論在動態(tài)問題求解的應用受到了限制，急需拓展。
　　本文首先通過對靜態(tài)商空間理論的應用，討論該理論的優(yōu)勢及其局限

3、性，應用粒計算理論、概率分析方法和相關信任模型，重點研究了動態(tài)問題的商空間求解方法，并將該方法及相應模型應用到動態(tài)問題求解中（如最佳路徑搜索、云資源調度）。
　　本文的研究工作概括如下:
　　(1)首先對商合成方法進行研究，通過對合成方法的擴展，構造了多側面、多層次的商空間合成模型，然后討論了模糊等價關系交并運算與距離空間合成以及多側面商空間合成之間的相互關系。
　　(2)考慮到云計算商業(yè)化和虛擬化特點，針對云環(huán)境中的

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

5、求解，針對拓撲結構隨時間變化的情況，借鑒社會學中的信任模型對傳統(tǒng)的商空間理論進行擴展，利用貝葉斯方法對節(jié)點的可信度進行評估，提出了一種基于信任機制的動態(tài)商空間模型，然后將該模型應用于最優(yōu)路徑搜索。仿真結果證實，提出的動態(tài)商空間模型能以較小的時間花費為代價，有效地提高路徑可靠性，實現動態(tài)問題求解。
　　(4)提出了一種基于主觀Bayesian方法的動態(tài)商空間模型，動態(tài)評估云環(huán)境下資源節(jié)點的可信度。同時考慮云資源節(jié)點具有動態(tài)性、異構性

6、、欺騙性等特征，引入了懲罰機制和分級剪枝過濾機制，給出了節(jié)點間信任傳遞與合成的具體實現方法和其數學表述。最后將該模型應用于DLS算法得到基于主觀Bayesian動態(tài)商空間模型的動態(tài)級調度算法(BST-DLS)。分析及仿真實驗結果表明，提出的BST-DLS算法能夠以較小的調度長度為代價，有效地提高云環(huán)境下任務執(zhí)行的成功率。
　　(5)提出了一種考慮節(jié)點失效恢復能力的云服務可靠性模型，該模型引入失效恢復機制，將節(jié)點間的交互失效劃分為可