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关键词： 异构分布式系统   任务复制   分支定界搜索   动态优先级  

摘要： 异构分布式系统中计算应用的调度长度最优化问题备受关注。囿于通信网络的带宽及传输速度等限制,通信开销对调度长度的影响不容忽视,通过减少通信开销优化调度长度是研究的焦点之一。为尽量减少通信开销,基于任务复制的各类调度算法应运而生,其可以通过额外的计算开销来减少通信开销,并取得了极好的效果。然而,任务复制的引入会使调度问题更加难以求解,如何在使用任务复制提供高质量调度方案的同时,减少求解时间是当前面临的一大挑战。针对上述挑战,本文将调度问题进行分解,按序求解分配子问题与排序子问题,并分别进行优化以提高求解效率。提出了一种两阶段的高效调度算法,能够给出允许任务复制下调度长度最短的方案。本文的主要贡献如下:1.分析并定义了基于任务复制的异构分布式系统调度长度最优化问题对任务复制所带来的解空间膨胀、链式反应及复制异常现象等调度算法设计难点进行了分析。并根据异构分布式系统及任务复制的特征进行系统及任务建模,形式化定义了基于任务复制的异构分布式系统调度长度最优化问题。2.设计了一种基于分支定界搜索的任务分配算法为避免链式反应,基于分支定界搜索设计了分配阶段算法,以调度长度上界为优化目标搜索任务的最优分配方案。基于拓扑序设计分支操作以避免搜索重复状态,并减少操作计算量,再在过程中根据已有目标值裁剪状态空间,提高算法的求解效率。3.设计了一种基于松弛区间的动态优先级任务排序算法根据任务的优先关系约束及分配方案,设计基于松弛区间的动态优先级对任务进行排序,以得到最终调度方案。为解决复制异常现象,该算法在任务排序过程中使各任务可以从任意处理单元上的前驱获得输入数据,进一步优化调度长度。4.开发了基于任务复制的异构分布式系统调度工具该工具提供友好的人机交互界面,实现了本文所建立模型及本文所提出调度算法。能够针对不同的系统配置及任务配置,给出基于任务复制的调度长度最优化调度方案。本文针对不同的系统配置与任务配置设计了分析实验,验证了本文所提出算法在不同情景下的有效性。并且在特定的系统配置下对比了先进的启发式调度算法与优化搜索调度算法,实验结果表明,本文所提出算法能够给出质量更高的调度方案,且求解时间较单阶段优化搜索调度算法显著减少。

关键词： 光通信   告警监测   数据管理   设备管理  

摘要： 光通信传输网络具有信息容量大、抗干扰强、传输频带宽、安全性高等特点,在XX通信领域应用极其广泛。在XX通信环境下,光通信传输网络需特种数据交叉处理设备实现网络管理和监测功能。特种光通信数据交叉处理设备监测管理系统是针对该系列XX通信装备的网络管理系统。本文从XX通信需求出发,针对特种光通信数据交叉处理设备,设计并实现了一种设备监测管理系统。从功能角度,本系统包括设备管理、业务管理、数据管理、告警监控、日志管理五个功能模块。设备管理模块主要实现系统中设备配置、监控管理功能;业务管理模块主要实现光通信网络路由交叉、线路、规则业务管理功能;数据管理模块主要实现采集数据存储、查询统计管理功能;告警监控模块主要实现光通信链路心跳、授权链路告警、告警信息量、协议流量统计管理功能;日志管理模块主要实现设备日志级别设置、日志查询管理功能。本文着重研究海量光通信数据处理、数据存储、数据查询、实时告警推送、告警统计计算等功能实现。本文针对特种XX通信环境提炼功能、非功能需求,进行可行性分析,得出分析结果,根据详细需求分析结果,从总体、逻辑、物理三个架构层面开展方案设计。从技术角度,本系统采用B/S架构模式,Sevice端采用Spring Boot开发,Client端采用Vue开发。本系统用My SQL存储基础数据,Redis存储临时数据,Mongo DB存储全量数据,Eleastic Search作为系统检索引擎和热数据源,并通过数据库服务层将各数据库集成为系统数据仓库中心,保障数据仓库中心的运行稳定、性能高效。由于光通信传输速度快、数据量大,为实现光通信数据管理和告警监控功能,本系统还采用Kafka消息队列进行消息分发、流量消峰处理,使用Kafka Stream流处理框架进行实时统计计算,采用Web Socket技术实现告警信息实时推送功能。在详细设计和技术实现部分,本文使用UML用例图、流程图、类图等手段对各功能模块实现流程进行详细描述,最终完成了各功能模块业务逻辑开发。本系统经过详细功能、性能测试,测试结果合格。本系统已交付用户试运行,系统各功能指标均已达到用户要求,满足特种光通信数据交叉处理设备监测管理系统的功能和非功能需求,用户界面友好,具有较好易用性和扩展性。

摘要： Persistent byte-addressable memory (PM) is poised to become the norm of future computer systems. PMs are significantly faster than disk storage; moreover, accesses to PMs are governed by the Memory Management Unit (MMU) just as accesses to volatile RAM (Random Access Memory) are. These unique characteristics shift bottlenecks to operations like block address lookup – for example, in write workloads, up to 45% of the overhead in ext4-DAX is due to building and searching extent trees to translate file offsets to addresses on persistent memory. We propose a novel contiguous file system - ctFS, which obsoletes the use of any indexing structures such as extent trees in the file system. Instead, ctFS represents each file as a contiguous region of virtual memory, hence a lookup from the file offset to the address is simply an offset operation.

关键词： 风光互补制氢系统   互补储能系统建模   热电联供系统建模   电池补偿氢储延迟功率   非合作博弈策略   冷热电负荷预测模型  

摘要： 化石能源储量正在日趋枯竭,全球煤炭还可开采216年根据权威组织的预测,风电能源是一种可再生能源,与传统化石能源相比没有碳排放,目前普遍认为风和太阳能是完全意义上的绿色电力,是取用不尽的清洁电能。可再生能源产业高质发展的关键保证是削峰填谷和充分消纳,所以,对于控制可再生能源发电系统的优化运行成为研究的热点。本文以多能互补系统作为研究的对象,对直驱型永磁风力发电机、光伏阵列、碱性电解槽、质子交换膜燃料电池和储能锂离子电池的工作原理进行了分析,系统采用了并网共直流母线的系统结构,对变流器的控制进行了详细的叙述,对各子系统控制方程进行推导且建了数学模型。分析燃料电池和电解槽运行特点,提出电池补偿延迟功率的功率分配策略,对于电池的荷电状态范围进行了优化。其中,电池、氢分别承担滤波以后风光功率、负荷需求和平滑风光功率间的差额功率。因为氢储响应延迟的特性会出现系统差额功率,不能满足负载需要,因此电池参考功率除了波动的风光功率以外,还要补偿氢储引起的系统差额功率。仿真结果证明,在电池荷电状态的极限时,本文制定的功率分配策略可对电池和氢储间的功率分配进行及时调整,减缓电池的过充放,满足负载需求。在所建模型的基础上,以用户收益,微电网收益和配电网收益最大化为目标,对系统整体提出非合作博弈算法进行的优化调度。仿真结果证明,粒子群算法能够有效合理求解多能互补的分布式热电联供系统微电网优化运行问题,对含多能互补的分布式热电联供系统微电网进行优化运行,能合理的安排各机组出力,大大降低系统的运行成本。

关键词： 交通物联网设备   交通设备管理   SSM  

摘要： 随着物联网技术的发展,物联网设备在我们生活中的应用越来越普遍,设备接入数量也以十分快速的速度增长。在交通领域,物联网设备的应用在海量设备接入、设备管理、数据资源利用方面遇到了问题,信息孤岛效应严重。另一方面,车路协同、超级高速等新兴概念对物联网基础设施数字化、海量接入、高并发等方面都提出了更高要求。在这一背景下,本交通物联网设备管理平台项目应运而生。本平台旨在实现一个能整合海量设备进行统一管理的交通物联网设备管理平台,以解决上述问题为目标。本项目使用Java语言、SSM框架和Spring Boot技术进行开发,采用MVC架构和三层架构相结合的方式作为项目架构,使用Spring Cloud实现微服务,并在平台前后端架设Nacos实现负载均衡,采用HTTP和Websocket作为主要通信技术、采用Kafka和MQTT作为消息队列、使用My SQL和Redis相结合的方式实现数据存储。通过使用上述技术,本交通物联网设备管理平台实现了一站式的物联网产品、设备和厂商的管理功能,可以接入海量物联网设备。本交通物联网设备管理平台分为4大模块,包括交通产品管理模块、交通设备管理模块、连接管理模块和通用工具模块。交通产品管理模块引入产品概念作为交通设备管理的前置模块,该模块实现了交通产品库、产品注册、产品详情和厂商管理功能,通过对产品和厂商的管理,简化了后续的设备管理逻辑。交通设备管理模块是平台的核心模块,实现了设备列表、设备详情和添加设备功能,该模块涵盖了设备整个生命周期内需进行的各项操作,并统一了数据格式和接口,有效解决了交通行业的信息孤岛问题。连接管理模块引入产品适配器、协议解析组件和网络适配组件三个概念,解决了不同设备的接入问题,通过产品适配器对设备接入进行有效管理。通用工具模块包含设备日志、设备调试、实时监控、设备配置和固件升级5个子功能,为研发和运维人员提供了便利。此项目是本人在专业实践实习中参与的实际项目,本人在项目中全程参与了前期调研、设计、研发和测试工作。本论文遵循软件工程方法论,分章节介绍了项目中需求分析、总体设计、详细设计、实现和测试环节,并在最后对项目做了总结和展望。

关键词： 国产操作系统测试   领域知识图谱   本体构建   测试用例复用  

摘要： 近年来,党政军国产化试点推进工作逐步开展,自主可控能力逐步增强,以麒麟、普华、深度等为代表的国产操作系统已初步具备与国外同类产品竞争的能力。为了保证国产操作系统的质量,军民领域均开展了大量的测试工作,已经积累了大量与国产操作系统相关的测试用例,并采用关系型数据库来存放管理测试数据。随着国产操作系统的规模化应用,针对其测试任务与活动也越来越多,测试数据不断叠加,这种关系型数据库的组织方式局限性就会被放大,测试知识之间的语义关系逐渐模糊。本文对知识图谱相关技术进行了研究,并应用到国产操作系统测试领域,针对现阶段国产操作系统测试过程中的问题,提出了解决方案。具体工作如下:研究面向国产操作系统测试领域的知识图谱本体构建方法,通过本体学习得到本体知识,结合专家意见,构建了一套面向国产操作系统测试领域的知识图谱本体。以国产操作系统历史测试案例数据为数据源,总结了一套面向测试领域的关键信息抽取方法,根据测试数据关键信息的不同类型选择相对应的算法或模板将数据填充到知识图谱的本体模型中。研究基于知识图谱的测试用例复用方法,将知识图谱和自然语言处理技术应用于国产操作系统测试领域,利用知识图谱的强相关性来挖掘历史测试用例设计中的经验知识,为测试人员选择复用合适的测试用例。基于本文提出的测试领域现阶段的问题,构建了面向国产操作系统测试领域知识图谱,设计实现了基于知识图谱的原型工具,通过功能演示和实验验证了本文方法的可行性,表明了对测试用例重用具有很好的支撑作用。

关键词： 卷烟企业   智慧设备管理   全员生产维护  

摘要： 随着《中国制造2025》的逐步推进，现代制造企业的发展迈入了新的阶段，逐步向数字化制造、智能化制造方向发展。在国家、烟草行业大力推进智能制造的背景下，H卷烟厂的设备管理思想和管理方法也在不断发生改变，再加上信息技术的不断发展，H卷烟厂的设备管理问题也日益凸显。因此，探索如何利用智慧化手段，对企业进行设备管理，具有重大的现实意义和应用价值。　　本文主要通过以下几个步骤展开如何利用智慧手段进行企业设备管理工作的研究。第一，充分研究国内外文献综述，对TPM理论基础进行界定，并对设备管理相关文献进行梳理，并提出自己的见解;第二，结合H卷烟厂设备管理的实际情况，以TPM理论中的“八大支柱”为主要维度，运用问卷调查法初步了解H卷烟厂设备管理方面存在的问题，随后运用鱼骨图分析法，深入探究H卷烟厂设备管理问题及原因。第三，针对H卷烟厂设备管理方面存在的问题，提出改进建议以及适合H卷烟厂实际情况的智慧设备管理方式，对基于该管理思想下的智慧设备管理信息系统的实际运用情况进行展示。第四，针对H卷烟厂实情，对企业实施智慧设备管理的保障措施和存在差距进行分析，最后对研究情况、不足之处和未来展望进行总结。　　本文在TPM设备管理理论研究的基础上，剖析了H卷烟厂设备管理工作方面的问题及原因。通过研究和进一步的实践智慧设备管理，一定程度上优化设备管理流程，促进H卷烟厂设备管理工作效率不断提升。

关键词： 高等院校   大型仪器设备   全生命周期管理  

摘要： 高等院校办学、人才引进等环节离不开大型仪器设备的支持,其作为高等院校科研水平和综合实力的重要体现,是重要的物质条件基础。通常大型仪器设备投资金额较大,针对其使用和管理研究显得尤为重要。现阶段大型仪器设备的管理得到了各大高校广泛认可与重视,并且在实践中总结出了比较成熟的经验和方法,但使用过程中仍存在使用率不足、设备闲置等问题。如果高额引进的设备无法得到有效启用则是对高等院校办学资金投入的极大浪费,所以提高其管理水平势在必行。本文以W高校大型仪器设备管理为研究对象。生命周期视角下则是指把仪器设备视为一种生命,根据各阶段发展特点将购置计划、论证、采购、验收、使用与维护、效益考核、维护维修、调配、报废等环节,划分为规划、采购、使用、报废等四个阶段。结合各阶段管理目标即:规划阶段做好规划、确保设备投入后效益产出;采购阶段确保设备货物与价格性价比、严控验收质量关;使用阶段做好监督与维护,延长效用期;报废阶段挖掘设备剩余价值。通过案例和实地调研等方法分析了W高校大型仪器设备各阶段管理现状及存在的问题,发现导致问题产生的重要原因在于全员管理参与度不高、全生命周期管理思想未能贯穿始终、全流程信息化建设不足。根据问题及产生原因,从设备生命周期角度出发,针对其全生命周期管理内不同阶段出现的问题提出相应解决对策与建议:规划阶段,加强设备源头控制能力、完善预算管理引入零基预算细化预算内容、兼行绩效预算明确建设目标;采购阶段,丰富评标参数设置、提高部门协同办公能力严控验收环节;使用阶段,从人、资金、平台、资源再利用等方面加强监督与保障,从而促进使用效率的提升;报废阶段,强化管理、完善制度,以达到大型仪器设备资产的完整和挖掘剩余价值的目的。最后从人、制度、信息技术三方面强化管理,以期为W高校以及其他同类型高等院校优化大型仪器设备管理工作提供一些新思路。

关键词： 分布式系统   存储系统   Raft共识算法  

摘要： 在数据规模高速增长的大背景下,关于分布式数据库的研究正成为当前存储领域的热点。课题组尝试构建分布式关系型数据库以探究分布式存储的技术原理,并计划在将来用于提升课题组云加密系统密钥服务器集群性能。为此,首先构造了分布式Key-Value存储引擎用于支持底层数据存储,之后将在此基础上构建SQL层从而完整实现分布式关系型数据库。本文详细讨论了构建分布式Key-Value存储引擎SimpleDKV过程中的技术研究。SimpleDKV的架构设计将系统分为存储模块和中心配置与调度模块两部分。系统对存储的数据进行了分片,存储模块以SimpleKV Group为基本单位,每个SimpleKV Group负责一定数目的数据分片,进而为客户提供关于这些数据的高效存储服务。每个SimpleKV Group由奇数个SimpleKV节点组成,SimpleKV下层为用于在组内达成分布式共识的Raft模块,而上层的基于Raft的状态机服务则根据Raft日志更新状态并处理客户请求。中心配置与调度模块由奇数个Scheduler节点所组成的单个Scheduler Group构成,同样使用了 Raft在组内达成分布式共识。Scheduler会根据各节点上报的信息对系统配置和资源进行动态调整,提高各服务节点资源利用率,并通过负载均衡提升客户端请求效率。所实现的Raft进行了一些工程上的优化,达成了包括快速回退、请求批处理、提交空日志、异步化执行以及快照功能在内的诸多优化,这些优化可以加速上层状态机服务的处理过程。Scheduler和SimpleKV均被构建为基于Raft的状态机服务从而大幅提升系统性能。