[發(fā)明專利]小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合線性回歸的數(shù)據(jù)中心工作負(fù)載預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810095967.0
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108197083B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐小勇
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06N3/04;G06N3/08;G06Q10/04
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 歐陽迪奇

1.一種小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合線性回歸的數(shù)據(jù)中心工作負(fù)載預(yù)測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，通過數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的日志文件得到歷史作業(yè)及每個作業(yè)使用的資源量，從而計算得到數(shù)據(jù)中心歷史工作負(fù)載，同時根據(jù)日志文件中的歷史作業(yè)數(shù)及執(zhí)行工作的時間，創(chuàng)建數(shù)據(jù)中心歷史工作負(fù)載信息數(shù)據(jù)庫；

步驟二，將每天的時間劃分為多個時間段，并確定需要進(jìn)行預(yù)測工作負(fù)載的時間段，根據(jù)數(shù)據(jù)中心歷史工作負(fù)載信息數(shù)據(jù)庫中記錄的數(shù)天或數(shù)月中每天同一時間段的數(shù)據(jù)，將時間段內(nèi)的作業(yè)數(shù)和工作負(fù)載作為線性組合，建立線性方程組來進(jìn)行該時間段的線性回歸短期工作負(fù)載預(yù)測；

步驟三，同樣取步驟二中需要進(jìn)行預(yù)測工作負(fù)載的時間段，以該時間段的未知工作負(fù)載預(yù)測作為輸出，與該時間段相鄰時間段的已知工作負(fù)載數(shù)據(jù)作為輸入，采用包括輸入、隱藏和輸出的經(jīng)典三層前饋小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，對該時間段的工作負(fù)載進(jìn)行預(yù)測；

步驟四，引入權(quán)值，以融合步驟二和步驟三的預(yù)測值，得到最終的工作負(fù)載預(yù)測值；

步驟五，以當(dāng)前時段數(shù)據(jù)中心實(shí)際工作負(fù)載更新歷史工作負(fù)載信息數(shù)據(jù)庫，循環(huán)執(zhí)行第二、三、四步，預(yù)測數(shù)據(jù)中心工作負(fù)載；

所述的步驟二包括以下步驟：

將數(shù)據(jù)中心歷史工作負(fù)載作為四元組W＝＜D,T,J,C＞，其中D是歷史數(shù)據(jù)的天數(shù)，T是一天內(nèi)的時間段數(shù)，J是一個D×T二維數(shù)組即矩陣，表示數(shù)據(jù)中心平均運(yùn)行作業(yè)數(shù)，J_d,t即表示d天t時間段內(nèi)數(shù)據(jù)中心平均運(yùn)行作業(yè)數(shù)，同理，C表示數(shù)據(jù)中心平均工作負(fù)載矩陣，C_d,t是表示d天t時間段內(nèi)數(shù)據(jù)中心平均工作負(fù)載矩陣；則有：

其中，Max_{1≤x≤D,1≤y≤T}{J_x,y}表示歷史數(shù)據(jù)中運(yùn)行作業(yè)的最大數(shù)；

采用過去數(shù)天或數(shù)月t-1、t和t+1時段歷史信息預(yù)測未來d天t時段線性工作負(fù)載ξ_d,t，以如下公式表示為過去k天t時間段工作量與服從正態(tài)分布隨機(jī)誤差的線性組合：

這里是線性預(yù)測模型系數(shù)，其中k＝1,2,3,…，a_d是零均值白噪聲序列，d-k天工作量ξ_d-k,t為t-1、t和t+1時段作業(yè)數(shù)、工作負(fù)載的線性組合，即：

其中δ是作業(yè)數(shù)與工作負(fù)載的權(quán)值，為了獲知d天t時段線性預(yù)測模型系數(shù)和隨機(jī)誤差a_d，使用數(shù)據(jù)中心d天t時段前已知的作業(yè)數(shù)和工作負(fù)載數(shù)據(jù)J_d,1…J_d,t-1,C_d,1…C_d,t-1，并且建立如下線性方程組：

其中系數(shù)為和誤差a_d，通過高斯-約當(dāng)消元法解上述線性方程組，得到未來這一時段數(shù)據(jù)中心短期工作負(fù)載。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合線性回歸的數(shù)據(jù)中心工作負(fù)載預(yù)測方法，其特征在于，所述的步驟一中，通過以下公式計算數(shù)據(jù)中心歷史工作負(fù)載：

其中N是作業(yè)數(shù)、Job_i是第i個作業(yè)，R_i是第i個作業(yè)所使用的資源數(shù)，TR是數(shù)據(jù)中心資源總量。