[發(fā)明專利]一種移動云環(huán)境下基于任務依賴的計算遷移方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910018116.0
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN109840154B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設計）人: 鄭利陽;劉茜萍
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 范丹丹

本發(fā)明揭示了一種移動云環(huán)境下基于任務依賴的計算遷移方法，針對移動云環(huán)境下具有依賴關系的多任務計算遷移問題，進而基于一般的遺傳算法思想提出了一個改進算法，從而得到響應時間和終端能量消耗總體較優(yōu)的遷移方案。在考慮任務類型細分的基礎上對不同微云的計算能力進行了細化表達，給出了計算任務模型以及計算資源模型，并且計算任務之間存在著時序和數(shù)據(jù)雙重依賴關系，在時序和數(shù)據(jù)依賴約束下盡可能減少任務間的數(shù)據(jù)傳輸，提高任務的并行度，并在此基礎上給出了遷移方案的效用函數(shù)計算方法，用數(shù)學形式表示出來；然后使用改進后的遺傳算法，可求得最終的遷移方案，該方案有較優(yōu)的響應時間和終端能耗。

技術領域

本發(fā)明涉及一種移動云環(huán)境下基于任務依賴的計算遷移方法，可用于技術領域。

背景技術

近幾年來，移動智能終端技術取得了巨大的進步，可提供滿足用戶各種需求的移動應用。然而，由于其尺寸的限制，移動終端總是存在諸如計算能力弱、存儲空間小和電量不足等問題。資源受限的問題同時也限制了移動終端和移動應用的進一步發(fā)展，因此，如何擴展移動終端的資源，成為需要迫切解決的問題。

為了解決移動終端資源受限的問題，移動云計算技術應運而生，通過計算遷移，用戶可以將應用遷移至遠程云端或微云來進行處理，以此來彌補移動終端的資源缺陷，提高應用的服務質(zhì)量。其中，與遠程云端相比，微云具有與終端距離更近、傳輸延遲更小的優(yōu)勢。對于實時性要求很高而計算要求相對不高的應用而言，它們就非常適合遷移至微云處理。這類應用往往可再細分為若干相互存在時序和數(shù)據(jù)依賴關系的任務。針對這一類復雜應用，在遷移過程中，如何根據(jù)各任務之間的依賴關系，有效的結合不同微云的優(yōu)勢，為移動應用中的計算任務確定合理有效的遷移方案，降低移動設備上能量消耗和響應時間，是一個值得挑戰(zhàn)的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，提出一種移動云環(huán)境下基于任務依賴的計算遷移方法。

本發(fā)明的目的將通過以下技術方案得以實現(xiàn)：一種移動云環(huán)境下基于任務依賴的計算遷移方法，該方法包括以下步驟：

S1：建立計算任務模型；

用一個帶權有向無環(huán)圖G(V，ξ)來表示產(chǎn)生的一組計算任務，用一個四元組v_i＝(d_i，w_i， r_i，ty_i)來表示計算任務，計算任務根據(jù)其實現(xiàn)目的分為不同的類型；

S2：建立計算遷移系統(tǒng)中的計算資源模型；

移動云計算環(huán)境下的計算資源主要包括移動終端的本地資源和微云資源兩部分，通過一個四元組來表示移動終端的本地資源，通過f_k^ty來表示微云資源，移動終端的本地資源和微云資源之間通過局域網(wǎng)進行通信；

S3：在系統(tǒng)模型的基礎上給出遷移問題的數(shù)學形式描述；

由移動終端產(chǎn)生的計算任務，有在本地處理和遷移到微云端處理兩種選擇；用一個一維向量S＝(s₁，s₂，s₃，...，s_n)來表示遷移方案，用效用函數(shù)U來表示最終的優(yōu)化結果，效應函數(shù)U越小即代表遷移方案越接近最優(yōu)，而此時所對應的遷移方案S即為最終遷移方案；

S4：基于一般的遺傳算法提出一個改進算法；

根據(jù)S1～S3步驟，結合遺傳算法，提出了一個基于任務依賴的多任務遷移方法，以期獲得響應時間和終端能耗總體較優(yōu)的遷移方案；遺傳算法模擬生物的遺傳規(guī)律，從初始個體出發(fā)，通過選擇、交叉和變異操作來產(chǎn)生新的個體，如此不斷進化下去，直到滿足停止條件；

S5：得到最終遷移方案；

當?shù)螖?shù)達到設定的值之后就會停止，然后將適應性U最優(yōu)的個體輸出，得到遷移方案S即為最終的遷移方案。