本發(fā)明專利技術(shù)公開一種網(wǎng)格仿真平臺，包括終端用戶、網(wǎng)格服務(wù)器以及計(jì)算結(jié)點(diǎn)。終端用戶通過瀏覽器登錄到網(wǎng)格門戶后，即可使用作業(yè)提交、信息查詢等網(wǎng)格服務(wù)。網(wǎng)格服務(wù)器包括Web服務(wù)器、調(diào)度服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫。網(wǎng)格計(jì)算結(jié)點(diǎn)包括參與計(jì)算的所有PC機(jī)和集群系統(tǒng)。本發(fā)明專利技術(shù)還提供了相應(yīng)的網(wǎng)格仿真方法。本發(fā)明專利技術(shù)合理地將種群適應(yīng)度值的計(jì)算并行化，實(shí)現(xiàn)了分布的桌面系統(tǒng)及集群系統(tǒng)的資源共享，緩解了由于目前單個(gè)企業(yè)資源不足而影響產(chǎn)品研制和生產(chǎn)的問題，并且有效的提高資源利用率，為企業(yè)節(jié)省大量資金。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)
，具體涉及一種利用互聯(lián)網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)的CPU的閑置處理能力來解決大型計(jì)算問題的網(wǎng)格仿真平臺，以及相應(yīng)的網(wǎng)格仿真方法。
技術(shù)介紹
近年來，遺傳算法在函數(shù)優(yōu)化中所具有的良好特性使得它在連續(xù)/離散設(shè)計(jì)變量的結(jié)構(gòu)優(yōu)化領(lǐng)域顯示出極好的應(yīng)用前景。另一方面，隨著網(wǎng)格技術(shù)的發(fā)展，人們能夠?qū)⒎稚⒌挠?jì)算資源通過網(wǎng)絡(luò)聚合，形成超級網(wǎng)絡(luò)分布計(jì)算能力，集中解決大規(guī)模計(jì)算問題，透明地為用戶提供服務(wù)。P2P (Peer-to-Peer)模式，即對等模式，是一種已經(jīng)被廣泛采用的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算形式，人們可以利用所有聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)的空閑處理器周期，聚合計(jì)算能力，完成計(jì)算密集型的任務(wù)。網(wǎng)格仿真設(shè)計(jì)在計(jì)算網(wǎng)格技術(shù)的基礎(chǔ)上融入對等計(jì)算思想，將局域網(wǎng)甚至Internet上分散的計(jì)算資源整合成虛擬高性能計(jì)算環(huán)境，建立面向多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化的遺傳算法計(jì)算模型，提供統(tǒng)一的計(jì)算資源服務(wù)和可視化用戶使用環(huán)境。目標(biāo)是利用網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)提供一個(gè)廉價(jià)和有效的解決方案用來在并行和分布式系統(tǒng)上運(yùn)行優(yōu)化任務(wù)，以幫助縮短設(shè)計(jì)階段的優(yōu)化時(shí)間，提高計(jì)算資源的利用率，減少大量的人力、物力消耗，降低制造成本。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，目前還沒有成熟的網(wǎng)格仿真平臺設(shè)計(jì)。有鑒于此，設(shè)計(jì)一種可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格仿真計(jì)算并真正可用的平臺及方法，已成為一種現(xiàn)實(shí)的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種，能夠合理地將種群適應(yīng)度值的計(jì)算并行化，實(shí)現(xiàn)分布的桌面系統(tǒng)及集群系統(tǒng)的資源共享，緩解由于單個(gè)企業(yè)資源不足而影響產(chǎn)品研制和生產(chǎn)的問題，并且有效的提高資源利用率，為企業(yè)節(jié)省資金。本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下本專利技術(shù)提供一種網(wǎng)格仿真平臺，其組成包括一個(gè)或多個(gè)終端用戶，分別與網(wǎng)格服務(wù)器中的Web服務(wù)器連接，用于向網(wǎng)格服務(wù)器提交優(yōu)化作業(yè)執(zhí)行參數(shù)，并向網(wǎng)格服務(wù)器查詢優(yōu)化結(jié)果；一個(gè)網(wǎng)格服務(wù)器，包括一個(gè)數(shù)據(jù)庫，以及分別與所述數(shù)據(jù)庫連接的一個(gè)Web服務(wù)器和一個(gè)調(diào)度服務(wù)器；所述數(shù)據(jù)庫，用于保存優(yōu)化作業(yè)的各種數(shù)據(jù)信息；所述Web服務(wù)器，與終端用戶以及數(shù)據(jù)庫相連接，用于接收終端用戶提交的優(yōu)化作業(yè)執(zhí)行參數(shù)，調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的注冊優(yōu)化信息，生成表單記錄在數(shù)據(jù)庫中，并將優(yōu)化加入作業(yè)隊(duì)列；所述調(diào)度服務(wù)器，與計(jì)算結(jié)點(diǎn)以及數(shù)據(jù)庫相連接，用于提取數(shù)據(jù)庫中的信息，選擇隊(duì)頭作業(yè)，根據(jù)表單中記錄的內(nèi)容產(chǎn)生初始種群，進(jìn)行循環(huán)迭代；以及將個(gè)體目標(biāo)函數(shù)計(jì)算封裝，分配給各個(gè)計(jì)算結(jié)點(diǎn)，并整理各個(gè)計(jì)算結(jié)點(diǎn)返回的評價(jià)結(jié)果，生成下一代種群；以及將優(yōu)化結(jié)果記錄到數(shù)據(jù)庫中；多個(gè)計(jì)算結(jié)點(diǎn)，包括參與計(jì)算的所有PC機(jī)和集群系統(tǒng)，分別與網(wǎng)格服務(wù)器中的調(diào)度服務(wù)器連接，用于完成被封裝成多個(gè)獨(dú)立的任務(wù)單元的種群個(gè)體目標(biāo)函數(shù)計(jì)算任務(wù)。本專利技術(shù)還提供一種網(wǎng)格仿真方法，包括以下步驟步驟1:用戶通過瀏覽器向Web服務(wù)器提交初始化函數(shù)；步驟2 =Web服務(wù)器調(diào)用數(shù)據(jù)庫接口注冊優(yōu)化信息，由Web服務(wù)器生成表單記錄在數(shù)據(jù)庫中，并將此次優(yōu)化加入作業(yè)隊(duì)列；步驟3 :調(diào)度服務(wù)器提取數(shù)據(jù)庫信息，選擇隊(duì)頭作業(yè)，根據(jù)表單中記錄的內(nèi)容產(chǎn)生初始種群，進(jìn)入循環(huán)迭代；步驟4 :調(diào)度服務(wù)器將種群個(gè)體的目標(biāo)函數(shù)計(jì)算封裝成多個(gè)獨(dú)立的任務(wù)單元，分配給計(jì)算結(jié)點(diǎn)，由網(wǎng)格中所有計(jì)算結(jié)點(diǎn)并行完成計(jì)算；步驟5 :調(diào)度服務(wù)器在收集到全部的計(jì)算結(jié)點(diǎn)返回的評價(jià)結(jié)果后進(jìn)行整理，生成下一代種群并對其進(jìn)行評價(jià)；步驟6 :迭代過程直至找到最優(yōu)解或達(dá)到終止條件才結(jié)束，調(diào)度服務(wù)器將結(jié)果記錄在數(shù)據(jù)庫中；步驟7，用戶向Web服務(wù)器查詢優(yōu)化結(jié)果。本專利技術(shù)的有益技術(shù)效果是一、通過本專利技術(shù)，可提高或拓展型企業(yè)內(nèi)所有計(jì)算資源的效率和利用率，滿足最終用戶的需求，同時(shí)能夠解決以前由于計(jì)算、數(shù)據(jù)或存儲資源的短缺而無法解決的問題。二、通過本專利技術(shù)，可建立虛擬組織，通過共享應(yīng)用和數(shù)據(jù)來對公共問題進(jìn)行合作。三、通過本專利技術(shù)，可整合計(jì)算能力、存儲和其他資源，能使得需要大量計(jì)算資源的巨大問題求解成為可能。四、通過本專利技術(shù)，可對資源進(jìn)行共享、有效優(yōu)化和整體管理，能夠降低計(jì)算的總成本。附圖說明圖1是本專利技術(shù)網(wǎng)格仿真平臺的體系結(jié)構(gòu)圖。圖2是本專利技術(shù)網(wǎng)格仿真平臺的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步說明。如圖1所示，網(wǎng)格仿真平臺采用三層體系結(jié)構(gòu)包括網(wǎng)格應(yīng)用層、網(wǎng)格服務(wù)層和網(wǎng)格資源層。網(wǎng)格應(yīng)用層利用網(wǎng)格門戶(Grid Portal)向用戶提供訪問網(wǎng)格資源的Web界面，終端用戶通過瀏覽器可以使用作業(yè)提交、信息查詢等網(wǎng)格服務(wù)；網(wǎng)格服務(wù)層主要由Web服務(wù)器和調(diào)度服務(wù)器組成，通過數(shù)據(jù)服務(wù)接口和應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)信息服務(wù)和作業(yè)服務(wù)；網(wǎng)格資源層包括網(wǎng)格環(huán)境中的所有計(jì)算資源，層次間基于http協(xié)議進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳輸。圖2示出了本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)部署圖。如圖2所示，本專利技術(shù)的硬件組成主要分為三部分終端用戶、網(wǎng)格服務(wù)器以及計(jì)算結(jié)點(diǎn)。終端用戶可為一個(gè)，也可為多個(gè)，各終端用戶分別與網(wǎng)格服務(wù)器中的Web服務(wù)器連接。終端用戶通過瀏覽器登錄到網(wǎng)格門戶后，即可向Web服務(wù)器提交優(yōu)化作業(yè)、并向Web服務(wù)器查詢優(yōu)化結(jié)果信息。網(wǎng)格服務(wù)器包括Web服務(wù)器、調(diào)度服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫保存優(yōu)化作業(yè)的各種數(shù)據(jù)信息。Web服務(wù)器和調(diào)度服務(wù)器通過數(shù)據(jù)服務(wù)接口和應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)信息服務(wù)和作業(yè)服務(wù)。其中，Web服務(wù)器與終端用戶以及數(shù)據(jù)庫相連接，其接收終端用戶提交的優(yōu)化作業(yè)執(zhí)行參數(shù)，調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的注冊優(yōu)化信息，生成表單記錄在數(shù)據(jù)庫中，并將優(yōu)化加入作業(yè)隊(duì)列。調(diào)度服務(wù)器與計(jì)算結(jié)點(diǎn)以及數(shù)據(jù)庫相連接，其提取數(shù)據(jù)庫中的信息，選擇隊(duì)頭作業(yè)，根據(jù)表單中記錄的內(nèi)容產(chǎn)生初始種群，進(jìn)行循環(huán)迭代；以及將個(gè)體目標(biāo)函數(shù)計(jì)算封裝，分配給各個(gè)計(jì)算結(jié)點(diǎn)，并整理各個(gè)計(jì)算結(jié)點(diǎn)返回的評價(jià)結(jié)果，生成下一代種群；以及將優(yōu)化結(jié)果記錄到數(shù)據(jù)庫中。計(jì)算結(jié)點(diǎn)具有多個(gè)，包括網(wǎng)格環(huán)境中參與計(jì)算的所有PC機(jī)和集群系統(tǒng)。各計(jì)算結(jié)點(diǎn)分別與調(diào)度服務(wù)器連接，完成被封裝成多個(gè)獨(dú)立的任務(wù)單元的種群個(gè)體目標(biāo)函數(shù)計(jì)算任務(wù)。下面結(jié)合圖2，闡述本專利技術(shù)的網(wǎng)格仿真平臺作業(yè)服務(wù)的工作流程方法。如圖2中的箭頭所示，首先在步驟I中，用戶通過瀏覽器登錄網(wǎng)格門戶向Web服務(wù)器提交初始化函數(shù)，包括種群大小等各種作業(yè)執(zhí)行參數(shù)。然后在步驟2中，Web服務(wù)器調(diào)用數(shù)據(jù)庫接口注冊優(yōu)化信息，由Web服務(wù)器生成特定格式的表單記錄在數(shù)據(jù)庫中，并將此次優(yōu)化加入作業(yè)隊(duì)列。接下來在步驟3中，調(diào)度服務(wù)器提取數(shù)據(jù)庫信息，選擇隊(duì)頭作業(yè)，根據(jù)表單中記錄的內(nèi)容產(chǎn)生初始種群，開始第一次迭代。在步驟4中，調(diào)度服務(wù)器將種群個(gè)體的目標(biāo)函數(shù)計(jì)算封裝成多個(gè)獨(dú)立的任務(wù)單元，分配給計(jì)算結(jié)點(diǎn)，由網(wǎng)格中所有計(jì)算結(jié)點(diǎn)并行完成計(jì)算。在步驟5中，調(diào)度服務(wù)器在收集到全部的計(jì)算結(jié)點(diǎn)返回的評價(jià)結(jié)果后進(jìn)行整理，生成下一代種群并對其進(jìn)行評價(jià)。在步驟6中，迭代過程直至找到最優(yōu)解或達(dá)到終止條件才結(jié)束，調(diào)度服務(wù)器將結(jié)果記錄在數(shù)據(jù)庫中；最后在步驟7中，用戶通過網(wǎng)格門戶向Web服務(wù)器查詢最終的優(yōu)化結(jié)果。綜上所述，本專利技術(shù)的網(wǎng)格仿真平臺可以實(shí)現(xiàn)如下主要功能一、用戶管理注冊、登錄、身份認(rèn)證。二、作業(yè)提交用戶上傳初始化文件，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，確認(rèn)后該作業(yè)自動加入排隊(duì)系統(tǒng)等待調(diào)度。三、作業(yè)狀態(tài)可以查看用戶作業(yè)的執(zhí)行進(jìn)度以及每個(gè)任務(wù)單元的詳細(xì)信息(發(fā)送時(shí)間、返回時(shí)間、計(jì)算主機(jī)、狀態(tài)等)。四、結(jié)果查詢用戶可以查看作業(yè)輸出文件包括優(yōu)化的中間結(jié)果文件，優(yōu)化結(jié)果自動生成曲線圖。五、性能監(jiān)測可以顯示整個(gè)網(wǎng)格資源靜態(tài)和動態(tài)信息本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種網(wǎng)格仿真平臺，其特征在于包括：一個(gè)或多個(gè)終端用戶，分別與網(wǎng)格服務(wù)器中的Web服務(wù)器連接，用于向網(wǎng)格服務(wù)器提交優(yōu)化作業(yè)執(zhí)行參數(shù)，并向網(wǎng)格服務(wù)器查詢優(yōu)化結(jié)果；一個(gè)網(wǎng)格服務(wù)器，包括一個(gè)數(shù)據(jù)庫，以及分別與所述數(shù)據(jù)庫連接的一個(gè)Web服務(wù)器和一個(gè)調(diào)度服務(wù)器；所述數(shù)據(jù)庫，用于保存優(yōu)化作業(yè)的各種數(shù)據(jù)信息；所述Web服務(wù)器，與終端用戶以及數(shù)據(jù)庫相連接，用于接收終端用戶提交的優(yōu)化作業(yè)執(zhí)行參數(shù)，調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的注冊優(yōu)化信息，生成表單記錄在數(shù)據(jù)庫中，并將優(yōu)化加入作業(yè)隊(duì)列；所述調(diào)度服務(wù)器，與計(jì)算結(jié)點(diǎn)以及數(shù)據(jù)庫相連接，用于提取數(shù)據(jù)庫中的信息，選擇隊(duì)頭作業(yè)，根據(jù)表單中記錄的內(nèi)容產(chǎn)生初始種群，進(jìn)行循環(huán)迭代；以及將個(gè)體目標(biāo)函數(shù)計(jì)算封裝，分配給各個(gè)計(jì)算結(jié)點(diǎn)，并整理各個(gè)計(jì)算結(jié)點(diǎn)返回的評價(jià)結(jié)果，生成下一代種群；以及將優(yōu)化結(jié)果記錄到數(shù)據(jù)庫中；多個(gè)計(jì)算結(jié)點(diǎn)，包括參與計(jì)算的所有PC機(jī)和集群系統(tǒng)，分別與網(wǎng)格服務(wù)器中的調(diào)度服務(wù)器連接，用于完成被封裝成多個(gè)獨(dú)立的任務(wù)單元的種群個(gè)體目標(biāo)函數(shù)計(jì)算任務(wù)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種網(wǎng)格仿真平臺，其特征在于包括一個(gè)或多個(gè)終端用戶，分別與網(wǎng)格服務(wù)器中的Web服務(wù)器連接，用于向網(wǎng)格服務(wù)器提交優(yōu)化作業(yè)執(zhí)行參數(shù)，并向網(wǎng)格服務(wù)器查詢優(yōu)化結(jié)果；一個(gè)網(wǎng)格服務(wù)器，包括一個(gè)數(shù)據(jù)庫，以及分別與所述數(shù)據(jù)庫連接的一個(gè)Web服務(wù)器和一個(gè)調(diào)度服務(wù)器；所述數(shù)據(jù)庫，用于保存優(yōu)化作業(yè)的各種數(shù)據(jù)信息；所述Web服務(wù)器，與終端用戶以及數(shù)據(jù)庫相連接，用于接收終端用戶提交的優(yōu)化作業(yè)執(zhí)行參數(shù)，調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的注冊優(yōu)化信息，生成表單記錄在數(shù)據(jù)庫中，并將優(yōu)化加入作業(yè)隊(duì)列；所述調(diào)度服務(wù)器，與計(jì)算結(jié)點(diǎn)以及數(shù)據(jù)庫相連接，用于提取數(shù)據(jù)庫中的信息，選擇隊(duì)頭作業(yè)，根據(jù)表單中記錄的內(nèi)容產(chǎn)生初始種群，進(jìn)行循環(huán)迭代；以及將個(gè)體目標(biāo)函數(shù)計(jì)算封裝，分配給各個(gè)計(jì)算結(jié)點(diǎn)，并整理各個(gè)計(jì)算結(jié)點(diǎn)返回的評價(jià)結(jié)果，生成下一代種群；以及將優(yōu)化結(jié)果記錄到數(shù)據(jù)庫中；多個(gè)計(jì)算結(jié)點(diǎn)，包括參與計(jì)算的所有PC機(jī)和集群系統(tǒng)，分別與網(wǎng)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王欣，
申請(專利權(quán))人：無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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