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专利号: 202010886685X
申请人: 华侨大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种边缘环境可靠性约束的复杂任务计算迁移方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤S10、获取任务集合Taski,基于所述任务集合Taski构建复杂工作流模型步骤S20、基于所述复杂工作流模型 构建父代种群PA,并对所述父代种群PA进行初始化;

步骤S30、基于所述父代种群PA生成子代种群PB,并对所述父代种群PA以及子代种群PB进行融合生成混合种群PC;

步骤S40、利用第三代非支配排序遗传算法对所述混合种群PC的个体进行排序后,构成若干个非支配层;

步骤S50、计算所述混合种群PC各优化目标的极值点;所述优化目标包括系统能耗、时延以及资源利用率;

步骤S60、基于各所述极值点构建三维坐标平面,计算坐标轴至三维坐标平面的截距值,利用所述截距值以及非支配层对父代种群PA进行迭代更新;

所述步骤S10具体为:

获取任务集合Taski,对所述任务集合Taski进行遍历,得到所述任务集合Taski内各任务的关联关系,进而基于所述关联关系构成数量为f的工作流集合Wf,其中f为正整数;

基于所述工作流集合Wf的子任务wn,f是否具有特定执行顺序,将所述工作流集合Wf划分为有序工作流和无序工作流,进而利用所述有序工作流以及无序工作流构建复杂工作流模型所述步骤S20具体为:

基于基因算法,将所述复杂工作流模型 中的每一条工作流定义为一条染色体,每一个子任务wn,f定义为染色体中的一个基因,由所述复杂工作流模型 的所有染色体构成规模为f的父代种群PA;

对于由无序工作流构成的父代种群PA,基因在[0,M+1]范围内进行随机初始化,其中M表示边缘服务器的数量;

对于由有序工作流构成的父代种群PA,初始化基因值会对子任务wn,f的时延和系统能耗产生影响;子任务wn,f的时延Ttran(wn1,f,wn2,f)满足:其中t(n1,f)表示子任务wn1,f与子任务wn2,f的传输时延;Bcl表示LAN链路带宽;Bc表示WAN链路带宽;Hf(n1,n2)表示子任务wn1,f与子任务wn2,f之间的关系约束;T1、T2以及T3分别表示3种不同的关系约束;

所述步骤S60具体包括:

步骤S61、设定一迭代总次数,基于各所述极值点构建三维坐标平面;

步骤S62、从所述非支配层中筛选出f个子任务wn,f,基于各子任务wn,f的系统能耗、时延以及资源利用率计算每一个子任务wn,f在所述三维坐标平面中的参考点位置其中 表示子任务wn,f在当前迁移策略下的系统能耗; 表示子任务wn,f在当前迁移策略下的时延; 表示边缘服务器M在当前迁移策略下的资源利用率;

步骤S63、计算坐标轴至三维坐标平面的截距值ak,设定一理想点 基于所述截距值ak以及理想点 对参考点位置 进行归一化:其中 表示子任务wn,f的目标参考值;h'k(x)表示各个目标坐标轴上的目标值; 的取值为 或者 表示时延的理想点,取值为0; 表示系统能耗的理想点,取值为0; 表示资源利用率的理想点,取值不为0;

步骤S64、选取目标参考值与理想点 距离更近的子任务wn,f对父代种群PA进行迭代更新;

步骤S65、判断当前迭代次数是否为所述迭代总次数,若是,则结束流程,若否,则进入步骤S30。

2.如权利要求1所述的一种边缘环境可靠性约束的复杂任务计算迁移方法,其特征在于:所述步骤S30具体为:对所述父代种群PA进行选择、交叉和变异操作,生成规模为f的子代种群PB,并对所述父代种群PA以及子代种群PB进行融合生成规模为2f的混合种群PC。

3.如权利要求1所述的一种边缘环境可靠性约束的复杂任务计算迁移方法,其特征在于:所述步骤S40具体为:计算所述混合种群PC的子任务wn,f在当前迁移策略下的系统能耗En,f、时延Tn,f以及资源利用率RM,利用第三代非支配排序遗传算法对系统能耗En,f以及时延Tn,f进行倒序排序,对资源利用率RM进行正序排序后,构成若干个非支配层。

4.如权利要求1所述的一种边缘环境可靠性约束的复杂任务计算迁移方法,其特征在于:所述步骤S50具体为:基于系统能耗、时延以及资源利用率计算所述混合种群PC的三个极值点;当所述极值点大于时延或系统能耗的约束范围时,即定义最大时延或系统能耗约束为极值点。