[發(fā)明專(zhuān)利]一種綠色云服務(wù)提供中的最小能耗計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710483284.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107315642B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭瑞娟;張明川;吳慶濤;朱軍龍;張茉莉;白秀玲;魏汪洋;楊麗
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F9/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F9/50;G06F16/35
• 代理公司: 洛陽(yáng)公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 宋晨煒

1.一種綠色云服務(wù)提供中的最小能耗計(jì)算方法，其特征是：包括以下步驟：

A.構(gòu)建關(guān)鍵詞詞庫(kù)L的過(guò)程：

A101.收集移動(dòng)微學(xué)習(xí)中的歷史資源，組成樣本集合；

A102.將A101步驟中的樣本集合分為訓(xùn)練集和測(cè)試集，其中訓(xùn)練集為測(cè)試集為在U和V中，u₁,u₂,...,u_φ和v₁,v₂,...,v_φ為字節(jié)數(shù)較多的大樣本類(lèi)，和為字節(jié)數(shù)較少的小樣本類(lèi)；

A103.利用類(lèi)別均化方法對(duì)A102步驟中的訓(xùn)練集U中的小樣本類(lèi)進(jìn)行重組，形成與大樣本字節(jié)數(shù)量相對(duì)均勻的新的訓(xùn)練集U′＝{u₁,u₂,...,u_φ,u′_φ+1,u′_φ+2}，其中u′_φ+1＝{u_φ+1,u_φ+2}，

A104.利用ICTCLAS2013分詞系統(tǒng)對(duì)A103步驟獲得的訓(xùn)練集U′進(jìn)行分詞處理，得到訓(xùn)練集分詞結(jié)果；

A105.利用現(xiàn)有技術(shù)中的停用詞表，對(duì)A104步驟中的訓(xùn)練集分詞結(jié)果進(jìn)行去噪處理，得到訓(xùn)練集低噪分詞結(jié)果；

A106.將步驟A105中得到的訓(xùn)練集低噪分詞結(jié)果與ICTCLAS2013分詞系統(tǒng)中的各個(gè)類(lèi)別進(jìn)行對(duì)比，統(tǒng)計(jì)訓(xùn)練集低噪分詞結(jié)果中的每個(gè)詞在ICTCLAS2013分詞系統(tǒng)各個(gè)類(lèi)別中出現(xiàn)的頻率，得到訓(xùn)練集頻率統(tǒng)計(jì)；

A107.統(tǒng)計(jì)A106步驟中的訓(xùn)練集頻率出現(xiàn)頻次最高的個(gè)詞稱(chēng)為訓(xùn)練集關(guān)鍵詞；

A108.重復(fù)A103步驟～A107步驟，直至訓(xùn)練集U′的樣本全部處理完成，得到訓(xùn)練集U′的樣本的全部關(guān)鍵詞，得到關(guān)鍵詞詞庫(kù)L；

B.詞頻分類(lèi)過(guò)程：

B101.利用ICTCLAS2013分詞系統(tǒng)對(duì)A102步驟的測(cè)試集V進(jìn)行分詞處理，得到測(cè)試集分詞結(jié)果；

B102.利用現(xiàn)有技術(shù)中的停用詞表，對(duì)B101步驟中的分詞結(jié)果進(jìn)行去噪處理，得到測(cè)試集低噪分詞結(jié)果；

B103.將測(cè)試集低噪分詞結(jié)果與ICTCLAS2013分詞系統(tǒng)中的各個(gè)類(lèi)別進(jìn)行對(duì)比，統(tǒng)計(jì)測(cè)試集低噪分詞結(jié)果中的每個(gè)詞在ICTCLAS2013分詞系統(tǒng)各個(gè)類(lèi)別中出現(xiàn)的頻率，得到測(cè)試集頻率統(tǒng)計(jì)；

B104.將B103步驟中的測(cè)試集頻率統(tǒng)計(jì)，將出現(xiàn)頻次最高的個(gè)詞稱(chēng)為測(cè)試集關(guān)鍵詞；

B105.將B104步驟得到的測(cè)試集關(guān)鍵詞與A108步驟得到的關(guān)鍵詞詞庫(kù)L進(jìn)行匹對(duì)，對(duì)于匹對(duì)成功的關(guān)鍵詞，將該測(cè)試集關(guān)鍵詞在對(duì)應(yīng)的ICTCLAS2013分詞系統(tǒng)的類(lèi)別中出現(xiàn)的頻率加1，得到匹對(duì)后的頻率統(tǒng)計(jì)；

B106.采用動(dòng)態(tài)TF-IDF方法，根據(jù)公式得到B105步驟中的匹對(duì)后的頻率統(tǒng)計(jì)中的各個(gè)關(guān)鍵詞分別相對(duì)于全部關(guān)鍵詞的權(quán)重d-tf-idf_i，v；其中，w_i是關(guān)鍵詞；v_j是ICTCLAS2013分詞系統(tǒng)的類(lèi)別中的某一個(gè)文件；n_i,j是關(guān)鍵詞w_i在文件v_j中出現(xiàn)的次數(shù)，∑_kn_k,j是文件v_j中所有關(guān)鍵詞出現(xiàn)的次數(shù)之和，|V|是語(yǔ)料庫(kù)中文件總數(shù)，|{j:w_i∈v_j}|是包含關(guān)鍵詞w_i的文件數(shù)目，ε和θ是用于緩和樣本大小對(duì)分類(lèi)正確率的影響所引進(jìn)的緩和系數(shù)；

B107.令ε＝θ，在[0,10]區(qū)間內(nèi)調(diào)節(jié)ε和θ，并以0.2的步長(zhǎng)對(duì)分類(lèi)正確率進(jìn)行測(cè)試；

B108.重復(fù)執(zhí)行B107步驟，直到ε＞10且θ＞10成立；

B109.重復(fù)B101～B108步驟，直至測(cè)試集V中樣本處理完成；

B1010.根據(jù)公式得到測(cè)試集V相對(duì)于ICTCLAS2013分詞系統(tǒng)中的各個(gè)類(lèi)別的分類(lèi)正確率W_j；其中，是ICTCLAS2013分詞系統(tǒng)中的某個(gè)類(lèi)別中關(guān)鍵詞的個(gè)數(shù)；

B1011.根據(jù)公式得到測(cè)試集V中所有樣本的平均分類(lèi)正確率，并利用B107步驟得到分類(lèi)正確率最高時(shí)ε和θ的值以及最高分類(lèi)正確率

C.對(duì)移動(dòng)用戶(hù)進(jìn)行移動(dòng)微學(xué)習(xí)而發(fā)送的新的用戶(hù)請(qǐng)求，采用以下處理步驟：

C101.將云平臺(tái)劃分為本地云平臺(tái)和公共云平臺(tái)；

C102.針對(duì)任意的用戶(hù)請(qǐng)求，利用ICTCLAS2013提取關(guān)鍵詞；

C103.將C102步驟中得到的關(guān)鍵詞與A步驟得到的關(guān)鍵詞詞庫(kù)L進(jìn)行匹配，得到匹配正確率

C104.若則將該資源部署在本地云平臺(tái)上，反之，則將該資源部署在公共云平臺(tái)上；

D.對(duì)于新的用戶(hù)請(qǐng)求，構(gòu)建最小能耗函數(shù)：

D1.利用灰狼尋優(yōu)算法，得到最優(yōu)能耗值：

D101.設(shè)定云平臺(tái)隨機(jī)產(chǎn)生Q個(gè)單字節(jié)的請(qǐng)求，且云平臺(tái)將該請(qǐng)求按照灰狼的層次結(jié)構(gòu)分為α、β、δ和ω，并設(shè)置最大迭代次數(shù)T；隨機(jī)初始化t時(shí)，云平臺(tái)提供服務(wù)的能耗為E_t，用戶(hù)能夠忍受服務(wù)的最大能耗為E_max，云平臺(tái)完成請(qǐng)求的最優(yōu)能耗E_q；

如果當(dāng)前執(zhí)行次數(shù)t＜T，繼續(xù)灰狼尋優(yōu)過(guò)程；否則，結(jié)束本次優(yōu)化過(guò)程，開(kāi)始下一次迭代；對(duì)于每一次迭代，以E_t＞Emax作為本次迭代結(jié)束的條件，如果成立，結(jié)束本次迭代過(guò)程，開(kāi)始下一次迭代；

D102根據(jù)公式：

D_t＝|C*E_t-E_q|；A＝2*a*r₁-a；C＝2*r₂和E_t＝E_q-A*D_t得到下一個(gè)時(shí)刻t云平臺(tái)完成請(qǐng)求所需要的能耗，直到t＝T；其中，其中a是從2到0的線性下降過(guò)程，r₁是0到1之間的隨機(jī)數(shù)，r₂為0到1的隨機(jī)數(shù)；其中，A為灰狼算法中的用于隨機(jī)發(fā)散或收縮的第一指引系數(shù)；C為灰狼算法中的用于隨機(jī)發(fā)散或收縮的第二指引系數(shù)；

D103.根據(jù)公式計(jì)算D102步驟中得到的所有能耗E_t的平均值，P_t是提供本次請(qǐng)求服務(wù)的理想最小能耗值E_q的接近值；

D2.構(gòu)建總能耗函數(shù)：

D201.利用公式得到B步驟的能量消耗R_loc；其中，S_doc表示A101步驟中的用戶(hù)歷史資源總的字節(jié)數(shù)；S_k表示對(duì)S_doc進(jìn)行C102步驟所得到的關(guān)鍵詞的總字節(jié)數(shù)；S_task表示當(dāng)前系統(tǒng)待處理的字節(jié)數(shù)；T_loc表示完成A101步驟中的歷史資源的分類(lèi)所花費(fèi)的時(shí)間；N表示系統(tǒng)中的任務(wù)分配給了N個(gè)處理機(jī)進(jìn)行處理；

D202.如果該用戶(hù)請(qǐng)求能夠在本地云平臺(tái)找到，則提供服務(wù)的過(guò)程中消耗的時(shí)間為：其中，S_cdoc表示在當(dāng)前用戶(hù)請(qǐng)求的字節(jié)數(shù)；S_ck表示對(duì)S_cdoc通過(guò)C102步驟所得到的關(guān)鍵詞的總字節(jié)數(shù)；M表示系統(tǒng)中的任務(wù)分配給了M個(gè)處理機(jī)進(jìn)行處理；

D203.則該用戶(hù)請(qǐng)求在本地云平臺(tái)找到所需要的總能耗為E_ideal＝q*P_t^l*T_ideal；q為用戶(hù)請(qǐng)求的數(shù)量；

D204：如果該用戶(hù)請(qǐng)求需要上傳到公共云平臺(tái)查找，則該用戶(hù)請(qǐng)求消耗的時(shí)間為：其中，T_th是云平臺(tái)為了不影響用戶(hù)滿(mǎn)意度設(shè)定的用戶(hù)請(qǐng)求在本地云平臺(tái)的最大執(zhí)行時(shí)間；如果當(dāng)前用戶(hù)在本地云平臺(tái)的執(zhí)行時(shí)間為T(mén)_now，如果T_th＞T_now成立，那么該請(qǐng)求仍然在本地云平臺(tái)進(jìn)行，反之，上傳到公共云平臺(tái)，其中T是用戶(hù)請(qǐng)求在本地執(zhí)行的時(shí)間；S_mig是遷移到公共云平臺(tái)的字節(jié)大小，T_mig表示遷移所花費(fèi)的時(shí)間，M′表示系統(tǒng)分配的處理機(jī)數(shù)量，R_clo表示公共云平臺(tái)的執(zhí)行速率；

D205.設(shè)置用于提高能耗計(jì)算準(zhǔn)確率的實(shí)際運(yùn)行中影響遷移性能的因素，根據(jù)公式得到遷移所花費(fèi)的時(shí)間T_mig，其中，V_mem表示遷移期間虛擬機(jī)內(nèi)存的大小，R_mig表示遷移過(guò)程中的遷移速率；其中，D表示遷移過(guò)程中內(nèi)存的臟化率；

D206.根據(jù)D204～D205步驟得出在該用戶(hù)請(qǐng)求需要上傳到公共云平臺(tái)時(shí)所需要的能耗為：E_n-ideal＝q*P_t^c*T_n-ideal；

D3：根據(jù)C步驟，本地云平臺(tái)存放分類(lèi)精度高于的資源，共享云平臺(tái)上存放的是分類(lèi)精度低于的資源；通過(guò)D1步驟的優(yōu)化，得到該次移動(dòng)微學(xué)習(xí)過(guò)程中找到該用戶(hù)請(qǐng)求所需的最優(yōu)能耗值為：