一种随机Petri网性能等价化简与分析方法

随机Petri网模型是系统性能评价的有力工具,但其状态空间随模型规模的增长而指数性增长的问题限制了其对复杂和大规模系统模型的性能数量分析能力.因此,在对模型进行分析之前,先对其进行适当的性能等价化简,是一种更为可行的分析方法.本文首先讨论了一类随机Petri网-基本随机Petri网(ESPN)的性能等价分析方法,这类随机Petri网由顺序、并行、选择和循环等四种基本结构及其组合构成.作者推导出这四种基本结构的性能等价公式,并运用自底向上逐步综合替代的分层分析方法,给出这类随机Petri网模型的性能等价化简分析方法,该方法的复杂性随模型增长而线性增长,有效解决了其性能数量分析问题.然后,讨论了两种非基本结构到基本结构的转换规则,使得复杂的随机Petri网模型也可能转换为ESPN模型,从而使性能等价算法可应用于一般随机Petri网.     

性能评价形式化方法的现状和发展

性能评价(Performance Evaluation,PE)是计算机网络和计算机系统研究与应用的重要理论基础和支撑技术,也是当今通信和计算机科学领域的重要研究方向.本文对性能评价的形式化方法(Forman Methods,FM)、该领域的主要研究成果和发展前景进行了综述.文章着重介绍了FM中的三种方法:排队论(Queuing Theory)、随机Petri网(Stochastic Petri-Net,SPN)和随机进程代数(Stochastic Process Algebra,SPA).另外,本文还对不同方法之间的区别和结合做了初步的讨论.最后对形式化方法做了总结和展望.     

IP网络传输控制的性能评价标准研究

性能评价标准是进行网络传输控制机制和算法研究的一个非常重要的问题.由于传输控制本身的多目标性,导致了性能评价标准也需要同时考虑多项内容,即需要研究综合性能评价标准.本文通过讨论包括服务质量、服务数量和公平性在内的性能评价指标、性能评价的时间尺度和评价粒度等几个基本问题,针对不同的粒度,分别从有效性和公平性两个方面提出了相应的性能评价标准.在有效性方面,定义了规格化性能函数这一概念,把时延、丢包率等服务质量和服务数量统一在一起进行评价;在公平性方面,利用随机过程均值和方差的关系,以及Raj Jain公平指数的改进公式进行评价.     

网边缘可控的IP QoS体系结构及其算法

IP QoS要求是综合宽带网发展的重要瓶颈,而现有IP QoS体系不能很好地满足用户需求,因此,本研究将对IP QoS体系做一个新探索.依托当前网络环境、着眼于下一代网络发展,研究一种网边缘控制的自组织IP QoS体系结构及其算法.本体系中采用探测分组、染色分组和信息分组三类分组,并通过智能控制系统来控制三类分组的比例关系,有效地提供用户所需求的QoS. 本体系将克服现有机制的流状态保持,并通过用户的自组织行为来加强网络的自适应性与可扩展性,更好适应网络发展与应用需求.     

基于随机Petri网模型的网络协议性能测试

分析了协议性能测试需要解决的主要问题,并以随机Petri网为形式化工具,描述了网络协议的服务质量.提出从随机Petri网模型到TTCN(tree and tabular combined notation)测试集的转换规则,并根据随机Petri网模型生成了协议性能测试例.     

可信网络连接的安全量化分析与协议改进

可信网络连接(TNC)被认为是可信的网络体系结构的重要部分,随着TNC研究和应用的不断深入,TNC架构自身的安全性问题变得更加至关重要.文中重点研究TNC协议架构的安全性问题,首先提出了一种针对TNC协议的基于半马尔可夫过程的安全性量化分析方法;其次针对TNC完整性验证和访问授权过程中存在的安全威胁和漏洞,提出了一套安全性增强机制,并通过安全量化分析方法进行了验证.最后利用Intel IXP2400网络处理器搭建了TNC原型系统,为文中提出的改进机制和系统框架提供了安全量化验证的实际平台.     

使用确定随机Petri网对Hadoop公平调度的建模和性能分析

由于Hadoop能在同一时间处理多个用户提交的不同作业的多个任务,这使得用传统的方法对其进行建模和性能分析变得十分困难.为了解决这个问题,基于马尔可夫排队模型M/MMDP/C/K建立了一个随机Petri网(SPN)模型和一个确定随机Petri网(DSPN)模型来分别描述Hadoop调度中的数据状态和作业公平调度.通过设置DSPN中的使动谓词和随机开关来建模Hadoop公平调度和YARN公平调度.使用嵌入的马尔可夫链模型来分析单用户情景,而在分析多用户情景时则引入分解和迭代技术来减小模型的状态空间,从而避免产生状态爆炸问题.研究侧重于Hadoop中作业调度的平均性能,仅通过求解提出的分析模型,就可以对比和分析服务质量(QoS)的一些关键指标,如平均吞吐量、平均队列长度和平均时延.采用Matlab进行仿真:当每秒到达任务数大于等于20时,YARN算法的数据积压和平均时延明显少于公平算法;当每秒到达任务数大于等于30时,YARN算法的平均吞吐量明显高于公平算法.实验结果表明,YARN公平算法能够减少平均处理和排队等待时间,在平均吞吐量、平均队列长度和平均时延上明显优于公平算法.     

基于DTN的空间网络互联服务研究综述

空间通信需求的迅猛增长促使空间通信向网络化和天地一体化的方向不断发展.空间网络具有子网异构、网络拓扑不断变化、链路传输延迟大、链路误码率高等特点.TCP/IP网络协议族需要连续稳定的网络连接和较短的传输时延,空间网络不能满足这些条件,因此相关协议不能直接应用于空间网络.延迟/中断容忍网络(delay/disruption tolerant network,DTN)是一种通用的面向消息的覆盖层网络体系结构,能够适应空间网络的特点,是实现空间网络互联的有效连接方式.首先阐述了DTN应用于空间网络互联服务(space internetworking service,SIS)的体系结构,分析了组成要素和工作模式,包含协议栈构成、消息转发机制、命名与寻址机制等,介绍了支撑空间DTN应用的LTP(licklider transmissionprotocol)协议,并给出了火星探测场景实例;然后针对路由机制、安全机制和服务质量控制3个重点研究方向,阐述了关键技术和进展情况,分析了存在的问题和下一步的研究方向;然后介绍了相关的开发、实践和飞行验证项目;最后分析了在中国开展基于DTN的SIS研究及应用前景.     

策略三十六计和算法三十六计

本着文化自信的精神,深入学习具有三千多年历史的《易经》,挖掘《易经》形象思维的抽象和推理的理念,结合现代计算机学科的发展和作者本身的专业经历,给出了计算机系统设计策略三十六计和算法三十六计的初步成果.本文提出了计算机学科的四个基本对立统一关系,即四个基本科学问题：集分定位、刚柔相摩、供需相应、串并转换.从集分定位出发,在策略三十六计中提出了架构设计十八计,它包括了时空转换和多种计算模式的计策.从刚柔相摩出发,在策略三十六计中提出了系统特性十八计,它包括了八类特性设计的计策,例如,可控性、效率性、安全性、可变性等方面的计策.供需相应和串并转换所涉及的科学问题,主要体现在资源管理和任务调度的算法三十六计中.这些算法计策中包含了计算机学科的经典和热点问题,例如,可计算性、多目标优化、云计算、软件定义系统、大数据思维和人工智能等.策略三十六计和算法三十六计可以为计算机专业人员在学习和系统研发工作中提供思维框架、策略辩证思路和需要的计策及实例,更为重要的是可以进一步理解事物的哲学道理.     

EBZ160悬臂式掘进机液压系统设计

介绍了悬臂式掘进机组成和工作过程,针对其不同工作机构工况复杂、动作特性及功率消耗各异的特点,设计了EBZ160悬臂式掘进机的液压系统,并以行走机构液压回路为例,给出了元件参数和型号的计算和选择过程,最后对系统技术特性进行了分析。