數(shù)據(jù)層資源適應(yīng)型若干優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方法及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著軟件工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為了提高軟件的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，逐步實(shí)現(xiàn)軟件生產(chǎn)的自動(dòng)化，提高軟件的自適應(yīng)能力，軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的層次越來(lái)越多，軟件和硬件平臺(tái)環(huán)境結(jié)構(gòu)和類型各種各樣。由于軟件工程科學(xué)尚不成熟，軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法、技術(shù)和工具等仍具有很多局限性，不能在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)功能的同時(shí)滿足定量的性能要求。
　　 目前，在軟件工程領(lǐng)域存在以下問(wèn)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(wù)的資源需求量、信息

2、量和處理量，并且對(duì)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(yùn)行的實(shí)際資源需求難以達(dá)到有效匹配；在軟件設(shè)計(jì)階段，由于缺少信息量和任務(wù)處理量信息，UML-SPT(UML profile for Schedulability，Performance andTime)表達(dá)的設(shè)計(jì)圖中與軟件性能密切相關(guān)的信息不準(zhǔn)確，并且難以直接應(yīng)用到軟件代碼設(shè)計(jì)過(guò)程中；在軟件實(shí)現(xiàn)階段，代碼設(shè)計(jì)和運(yùn)行實(shí)施都沒(méi)有考慮到具體運(yùn)行環(huán)境及

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

4、面向資源環(huán)境的自適應(yīng)方法，提高軟件與資源環(huán)境問(wèn)的有效匹配和軟件整體運(yùn)行性能。
　　 為了提高數(shù)據(jù)層內(nèi)集群主機(jī)或虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)間負(fù)載均衡和資源環(huán)境的承載能力，本文提出了負(fù)載特性及資源相對(duì)均衡度的表示和獲取的系統(tǒng)方法，在此基礎(chǔ)上提出了一種數(shù)據(jù)層內(nèi)負(fù)載均衡方法，通過(guò)在資源環(huán)境同層內(nèi)節(jié)點(diǎn)間調(diào)度處理任務(wù)實(shí)現(xiàn)負(fù)載的均衡分配和資源的均衡利用，使軟件與環(huán)境平臺(tái)達(dá)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(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)層上有限的

5、資源進(jìn)行分配才能使得重量任務(wù)和輕量任務(wù)均達(dá)到合理的運(yùn)行效果，本文提出一種重量任務(wù)多進(jìn)程化的處理方法，在資源允許的范圍內(nèi)運(yùn)用多線程對(duì)可并行的任務(wù)進(jìn)行處理，通過(guò)控制進(jìn)程或線程運(yùn)行實(shí)例數(shù)量實(shí)現(xiàn)單節(jié)點(diǎn)資源的充分利用，并結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行了研究。
　　 針對(duì)數(shù)據(jù)層內(nèi)節(jié)點(diǎn)間通訊頻繁的問(wèn)題，提出一種邏輯數(shù)據(jù)劃分的方法，通過(guò)數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)的邏輯和物理劃分與均衡存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存取的代價(jià)優(yōu)化，根據(jù)處理進(jìn)程和數(shù)據(jù)存取準(zhǔn)并行化方法提高數(shù)據(jù)層單主機(jī)或虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)資

6、源利用率和處理性能，降低節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)耦合，使數(shù)據(jù)處理任務(wù)均衡分布到不同節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存取和任務(wù)處理的均衡化。
　　 對(duì)于業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層之間數(shù)據(jù)重復(fù)傳輸及存取的問(wèn)題，本文提出一種業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層任務(wù)分配的方法，通過(guò)在軟件層和資源環(huán)境各層間橫向遷移處理任務(wù)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行代價(jià)的優(yōu)化，根據(jù)處理任務(wù)的特性及其與服務(wù)器資源環(huán)境的適應(yīng)性，將處理任務(wù)合理分解和分配到不同層次進(jìn)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)