[發明專利]基于狀態感知的desktop的CPU負載預測方法

在審

• 申請號: 201710962639.1
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107832265A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 錢詩友;邢思凱;曹健;薛廣濤;李明祿
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06F9/50
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及CPU負載預測技術領域，具體地，涉及一種基于狀態感知的desktop的CPU負載預測方法。

背景技術

隨著云計算的發展，越來越多的企業會選擇把應用部署在云環境上。但是，租賃大量服務器會帶來很大的經濟負擔。同時，企業內部會有很多資源負載不充分的desktop。利用這些desktop來構建一個私有云是很有意義的。不同于服務器，desktop可能會被用戶使用，用戶可能隨時啟動或關閉任意的應用程序。用戶行為的不可預測性導致desktop的資源是很難預測的。資源預測在云環境的任務調度方面很關鍵。不準確的資源預測會增加任務重新調度的次數，從而增加系統負擔。在計算機資源類型中，計算資源是由CPU負載來表示的，對計算資源的預測在云計算中是很重要的。目前CPU負載的預測算法都是針對服務器主機的，沒有針對desktop的CPU負載的預測算法。由于desktop的動態性，不能直接把之前用于服務器的CPU預測算法應用于desktop上。由于現有算法不能直接應用于動態性更強的desktop，而用戶行為會直接影響到CPU負載，不同的用戶行為對CPU負載程度又不同，若想利用desktop來搭建私有云，準確預測desktop的CPU負載是很重要的。因此，如何提供一種基于desktop的CPU負載預測策略，成為本領域亟待解決的問題。

目前沒有發現同本發明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內外類似的資料。

發明內容

本發明針對現有技術中CPU預測算法的不足的問題，提出了一種基于狀態感知的desktop的CPU負載預測方法，該方法根據desktop不同的狀態選擇不同的預測算法對CPU負載進行預測，提高了CPU的預測準確率。

本發明是通過以下技術方案實現的。

一種基于狀態感知的desktop的CPU負載預測方法，根據用戶行為和CPU負載的變化趨勢對desktop的狀態劃分為突變狀態，空閑狀態和正常狀態，并針對desktop的狀態，對CPU負載進行如下預測：

-當desktop處于突變狀態時，根據應用程序啟動或關閉時對CPU負載的影響的歷史信息預測該應用程序啟動或關閉對CPU負載的影響，進而預測當前CPU負載；

-當desktop處于空閑狀態時，預測下一個時間點的CPU負載等效于當前時間點的CPU負載；

-當desktop處于正常狀態時，采用自回歸模型預測當前CPU負載。

優選地，當應用程序被啟動或者關閉時，CPU負載將發生劇烈改變，此時desktop處于突變狀態；當用戶屏幕已鎖且CPU負載變化緩慢時，desktop被認為目前不被用戶使用，此時desktop處于空閑狀態；當desktop既不處于突變狀態也不處于空閑狀態時，desktop被認為處于正常狀態。

優選地，當一個應用程序多次啟動或關閉時，將該應用程序對CPU負載的影響求平均值并存儲在內存中，作為該應用程序啟動或關閉時對CPU負載的影響的歷史信息；當該應用程序再次啟動或關閉時，從內存中讀取該應用程序對CPU負載影響的平均值，用于預測當前CPU負載。

優選地，當desktop處于正常狀態時，采用自回歸模型預測CPU負載的方法，包括如下步驟：

設自回歸模型的數學表達式為：

P_t＝φ₁V_t-1+φ₂V_t-2+...+φ_pV_t-p+e_t

其中，p表示使用多少個觀測值進行預測，P_t表示對第t個時間點CPU負載的預測值，V_t-1表示第t-1個時間點CPU負載的觀測值，φ₁,φ₂,...,φ_p表示權重參數，e_t表示白噪聲；

在p給定的情況下，權重參數根據Yule-Walker方程進行擬合；基于權重參數，并根據CPU負載的歷史觀測值，對當前CPU負載進行預測。

本發明提供的一種基于狀態感知的desktop的CPU負載預測方法，將desktop的狀態劃分為三種狀態：突變狀態、空閑狀態和正常狀態；Desktop的CPU負載因狀態的不同而有不同的特點，當desktop處于不同的狀態時，本方法通過選擇不同的預測方法來預測當前CPU負載，從而提高了CPU負載的預測準確率。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：