[發明專利]一種基于煙花算法的云平臺能耗優化管理方法

在審

• 申請號: 201811006435.1
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109614216A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 鐘光正;陳平華
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06K9/62
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發明公開了一種基于煙花算法的云平臺能耗優化管理方法，煙花算法的基礎上，結合了云計算平臺中各設備的負載平衡、性能、能耗，降低云計算平臺總體能耗同時保證云計算平臺的計算能力。

技術領域

本發明涉及云計算平臺能耗優化領域，更具體地，涉及一種基于煙花算法的云平臺能耗優化管理方法。

背景技術

目前，云計算作為一種新型的計算方式，以其高可擴展性和高可用性等優點迅速成為學術界和產業界的研究熱點。例如，Google推出了谷歌應用軟件引擎(GoogleAppEngine，簡稱GAE)，IBM推出了藍云計算平臺，Amazon推出了彈性計算云(elasticcompute cloud，簡稱EC2)。但是，要實現低成本、高效、安全、易用的云計算系統依然面臨諸多挑戰，其中，高能耗是云計算系統最為嚴重的問題之一。例如，Google數據中心產生的能耗可相當于一個小型城市的總能耗。云計算系統中，除了處理任務時產生的必要能耗開銷，其運行過程中還存在能耗浪費的現象，這表現在：(1)由于計算任務達到的隨機性，使得單位時間內到達的任務量時而稀疏，時而密集，而現有的云計算系統通常是長時間處于開啟狀態，等待計算任務的到達。但是當計算機處于空閑狀態時，其空閑功率會占峰值功率的50％～60％。因此，云計算系統會產生大量的空閑能耗。(2)由于云計算系統中通常包含不同的計算機，實驗結果表明，不同計算機對不同計算任務的執行功率和響應時間一般不同。例如，同一圖像處理任務分別在CPU和GPU上的執行功率和響應時間不同，任務執行完成后，產生的總能耗也不同，因此，當未考慮能耗因素時，不匹配的調度方式會造成：本來用較低能耗就能解決問題，但卻用了較高能耗。因此，云計算系統的能耗優化管理也就成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是解決上述一個或多個缺陷，提出一種基于煙花算法的云平臺能耗優化管理方法。

為實現以上發明目的，采用的技術方案是：

一種基于煙花算法的云平臺能耗優化管理方法，包括以下步驟：

S1：設置算法參數，隨機產生scale個煙花

S2：判斷迭代次數是否小于最大循環次數且優化解保持進化，結果為是則進入步驟S3，結果為否則進入步驟S10；

S3：由計算的適應度值；

S4：計算每個煙花生成的火花個數S_i及每個煙花生成火花的爆炸幅度A_i；

火花個數S_i和爆炸幅度A_i的計算方法如下：

對于煙花x_i，其爆炸幅度A_i和火花個數S_i的計算公式分別為

式中：y_min＝min(f(x_i)),(i＝1,2,…,N)為當前煙花種群中適應度最小值， y_max＝max(f(x_i)),(i＝1,2,…,N)是當前煙花種群中適應度最大值，是一個常數，用來調整爆炸幅度大小；M是一個常數，用來調整產生的爆炸火花數目大小，ε是一個極其最小量，用來避免除零操作；

S6：隨機產生火花，判斷產生火花是否屬于步驟S1所產生的煙花，結果為是則進入步驟S3，結果為否則進入步驟S7；

S7：隨機選擇一個煙花并產生一個火花，通過高斯變異在選中的煙花和最好的煙花之間進行變異，產生新的火花，即新的調度解；

S8：根據映射規則對火花進行映射；映射規則即是對火花進行適應度計算，算出該火花的適應度；