云計(jì)算環(huán)境中優(yōu)化遺傳算法的資源調(diào)度策略

《云計(jì)算環(huán)境中優(yōu)化遺傳算法的資源調(diào)度策略》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。

1、云計(jì)算環(huán)境中優(yōu)化遺傳算法的資源調(diào)度策暁【摘要】資源調(diào)度是云計(jì)算的核心問(wèn)題，傳統(tǒng)的遺傳算法雖然可以用于云計(jì)算環(huán)境中的資源調(diào)度，但是由丁傳統(tǒng)遺傳算法存在收斂慢、易早熟等特點(diǎn)，所以這種算法并不適應(yīng)于多聚類環(huán)境下的密集型任務(wù)調(diào)度?；诖耍覀兲岢隽嗽朴?jì)算環(huán)境中優(yōu)化遺傳算法的資源調(diào)度策略以彌補(bǔ)傳統(tǒng)遺傳算法的不足。本文主要通過(guò)對(duì)云計(jì)算概念的介紹以及如何優(yōu)化遺傳算法的資源調(diào)度策略來(lái)展開(kāi)討論?！娟P(guān)鍵詞】云計(jì)算環(huán)境概念優(yōu)化遺傳算法資源調(diào)度策略近些年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，云計(jì)算計(jì)算模式應(yīng)運(yùn)而生。Web2.0技術(shù)以及系統(tǒng)虛擬化等技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了云計(jì)算的不斷完善。H前，

2、云計(jì)算被廣泛地應(yīng)用于商業(yè)計(jì)算。它作為下?代并行與分布式計(jì)算，具有超人規(guī)模、抽象化、高可靠性、通用性等特點(diǎn)，受到國(guó)內(nèi)各領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。接下來(lái)，我們就具體的介紹云計(jì)算環(huán)境中如何通過(guò)資源調(diào)度策略進(jìn)行優(yōu)化遺傳算法。一、云計(jì)算技術(shù)概述隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及計(jì)算模式的創(chuàng)新，云計(jì)算成為一種新的計(jì)算模式。云計(jì)算是一種將分布式計(jì)算、并行計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算、虛擬化計(jì)算以及Web服務(wù)等技術(shù)進(jìn)行融合和結(jié)合新的計(jì)算機(jī)技術(shù)而形成的新的計(jì)算方式。它的優(yōu)點(diǎn)更加突出，計(jì)算方式更加便捷，計(jì)算結(jié)果更加權(quán)威。隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，云計(jì)算也逐漸應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域之中。通過(guò)對(duì)云計(jì)算的整體評(píng)估和了解，我

3、們將云計(jì)算分為兩個(gè)方面。一方面是能夠提供用來(lái)構(gòu)造應(yīng)用程序的基礎(chǔ)設(shè)施，包括計(jì)算機(jī)方面的硬件設(shè)施和軟件設(shè)施。這一方面使得云計(jì)算能夠涵蓋i般計(jì)算方式的特點(diǎn)，并突破了傳統(tǒng)計(jì)算方式的束縛。另一方面是提供建立在基礎(chǔ)設(shè)施上的云應(yīng)用。通過(guò)建立在基礎(chǔ)設(shè)施上的云應(yīng)用，不僅可以增加基礎(chǔ)設(shè)施本身的應(yīng)用范圍，而口能夠擴(kuò)大云應(yīng)用的適用范圍，將云應(yīng)用應(yīng)用到更多的領(lǐng)域之中。我們除了根據(jù)云應(yīng)用的功能將莫非為兩個(gè)方面之外，還根據(jù)它的使用者將其分為私冇云和公共云。顧名思義，私冇云是私人專冇的云，需要用戶自行購(gòu)買硬件設(shè)備，然后自己通過(guò)所購(gòu)買的設(shè)備進(jìn)行維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù)均是用戶自L1

4、進(jìn)行管理的，信息內(nèi)容也是和用戶密切相關(guān)的，用戶對(duì)于系統(tǒng)的管理具有自主性。私有云的規(guī)模相對(duì)有限，在使用的過(guò)程中，由于只有簡(jiǎn)單的硬件基礎(chǔ)設(shè)備，所以云計(jì)算的高性能性和高性價(jià)比的優(yōu)勢(shì)不能夠充分的顯示出來(lái)。而對(duì)于公共云來(lái)說(shuō)，這些方面就是有云服務(wù)提供商所提供的，并不需要用戶進(jìn)行投資。公共云的使用中，用戶不需要口行購(gòu)買設(shè)備，也不需要口C進(jìn)行系統(tǒng)的維護(hù)。他們只需要向云服務(wù)提供商支付一定的費(fèi)用，就可以免費(fèi)的使用云計(jì)算。整個(gè)公共云系統(tǒng)的設(shè)備維護(hù)和管理以及系統(tǒng)的升級(jí)的工作都是由云服務(wù)提供商負(fù)責(zé)，不需要用戸進(jìn)行管理。這就使得公共云在使用和維護(hù)中具冇具冇更大的靈活性和成木優(yōu)勢(shì)。二

5、、優(yōu)化遺傳算法的資源調(diào)度策略接下來(lái)，我們根據(jù)Baidu的MaP/Reduce模型，對(duì)云計(jì)算環(huán)境下優(yōu)化遺傳算法的資源調(diào)度策略進(jìn)行具體的介紹。首先，在傳統(tǒng)的遺傳算法中,我們所采用的是一種基丁染色體編碼方式和適應(yīng)度函數(shù)改進(jìn)的遺傳算法去實(shí)現(xiàn)分布式大規(guī)模任務(wù)的資源調(diào)度。在這個(gè)過(guò)程中，我們通常是將任務(wù)總數(shù)作為染色體基因串的長(zhǎng)度，而具體到每一個(gè)任務(wù)時(shí)，我們會(huì)將每一個(gè)任務(wù)所映射的資源TD作為染色體的基因值。但是這種做法會(huì)造成系統(tǒng)的超載，編碼的基因串的長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過(guò)了基因池內(nèi)的資源總數(shù)，所以在具體的計(jì)算時(shí)會(huì)造成算法進(jìn)化速度慢，并且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況，由于在基因池內(nèi)無(wú)法找到

6、相應(yīng)的資源，所以有些基因串在具體的計(jì)算中可能會(huì)出現(xiàn)亂碼和無(wú)法計(jì)算的情況，最終導(dǎo)致收斂到最優(yōu)解的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。云計(jì)算模式的出現(xiàn)很好的解決了這一技術(shù)難題，它彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的遺傳計(jì)算方式的缺陷，在技術(shù)上完善了傳統(tǒng)遺傳計(jì)算方式。在云計(jì)算環(huán)境中，我們改進(jìn)了染色體的編碼方式，通過(guò)將資源總數(shù)作為染色體的基因串長(zhǎng)度、每個(gè)資源所映射的任務(wù)總數(shù)以及任務(wù)ID作為染色體的基因值來(lái)加快算法的收斂速度。這種編碼方式所形成的基因串的總數(shù)小于系統(tǒng)資源池內(nèi)的總數(shù)，所以在計(jì)算過(guò)程中可以達(dá)到最優(yōu)的資源調(diào)度，從而達(dá)到提高計(jì)算速度和計(jì)算準(zhǔn)確度的目的。這也是云計(jì)算環(huán)境中優(yōu)化遺傳算法的資源調(diào)度策略的方式之一

7、，同時(shí)也是被各個(gè)領(lǐng)域所接受并廣泛應(yīng)用的原因之一。這種改進(jìn)染色體編碼的形式，很好的彌補(bǔ)了傳統(tǒng)遺傳計(jì)算的缺陷，不僅能夠全面的提高收斂速度，而且還能夠提高正確率以增加通過(guò)遺傳計(jì)算來(lái)正確預(yù)測(cè)種群進(jìn)化方向的日標(biāo)。另外，由丁?云計(jì)算環(huán)境的動(dòng)態(tài)界構(gòu)的特性，所以我們?cè)趯?duì)適應(yīng)度函數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，不僅要充分的考慮到資源節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)的任務(wù)處理能力，還要充分的考慮到異構(gòu)環(huán)境下任務(wù)的映射時(shí)間和結(jié)果的匯聚時(shí)間問(wèn)題。只有充分的考慮到這兩個(gè)方面，我們才能夠在云計(jì)算環(huán)境中對(duì)遺傳計(jì)算實(shí)現(xiàn)最有計(jì)算。與此同時(shí)，在算法的初始階段和接近收斂的階段，還要對(duì)適應(yīng)度函數(shù)作出調(diào)整，確保通過(guò)最優(yōu)的遺傳計(jì)算來(lái)預(yù)

8、測(cè)種群的正確進(jìn)化方向以及尋求更廣闊的尋優(yōu)空間。1、染色體的編碼和種群的初始化。染