net/dev系統文 件的第四行。性能收集程序開始記錄下這兩個數據的初始值，以后每次獲得這個值后均減 去這個初始值即為從集群啟動開始從本節(jié)點通過的數據包。利用上述數據即可計算出節(jié)點 1/0利用率，如公式（2)所示：
[0055] network_load = (output_packet+input_packet)/2 (2)
[0056] 其中network_load為節(jié)點1/0利用率，output_packet為單位時間輸出的數據包， input_packet為單位時間流入的數據包。
[0057] 為了獲取Linux系統磁盤空間利用信息，需要從/etc/mtab系統文件中獲得一個 數據：當前已經掛載的分區(qū)名字，其位于/etc/mtab系統文件的每行的第二列。通過獲得的 分區(qū)名，再通過系統函數int fstatfs(int fd，struct statfs*buf)函數，便能夠得到該分 區(qū)的磁盤空間信息。因此節(jié)點的磁盤利用率可以表示為：
[0058] used = (fs_uesed/fs_size) (3)
[0059] 其中fs_uesed表示已經使用的磁盤空間，fs_size表示節(jié)點總的磁盤空間。
[0060] 則集群節(jié)點的性能指標可以表示為：
[0062] S2、計算地震作業(yè)的復雜度；
[0063] 地震作業(yè)的復雜度基于地震作業(yè)的大小以及地震作業(yè)采用的處理模塊的類型。因 此每次調度作業(yè)時，都應當解析作業(yè)的數據大小以及對其中用到的模塊類型進行整體評 估，得到模塊的復雜度，通過模塊的復雜度和作業(yè)的大小計算出地震作業(yè)的復雜度：
[0064] task_complex = u*task_size+(1-u)*module_complex (5)
[0065] 其中task_size為地震作業(yè)的大小，u為一個加權值且0 < u < 1，本發(fā)明實施例 中u = 0. 5, module_complex為模塊的復雜度，可通過公式（6)計算得到：
[0067] 其中η為地震作業(yè)的總的模塊數目，Iiiodulejomplexi為第i個模塊的復雜度。
[0068] S3、通過基于混沌算法的作業(yè)調度策略對地震作業(yè)進行調度。
[0069] 該步驟中，首先選擇混純變量，選用公式（7)所示的Logistic映射：
[0070] χη+1= μ Xn(I-Xn) (7)
[0071] 其中μ是控制參量，本發(fā)明實施例中，取μ = 4。設0彡XiS Ii = 0, 1，2,...，η， 可以證明：當μ = 4系統完全處于混沌狀態(tài)。利用混沌對初值敏感的特點，賦給（7)式i 個微小差異的初值即可得到i個混沌變量。然后將混沌狀態(tài)變量引入到優(yōu)化變量中，并把 混沌運動的遍歷范圍"放大"到優(yōu)化變量的取值范圍，再利用混沌變量進行搜索。設總共有 集群節(jié)點M個，地震作業(yè)有N個，因此設置f (X1)的公式為：
[0073] 其中i和j分別表示將地震作業(yè)i分配到集群節(jié)點j上運行，所以公式⑶能夠 表示為總的處理時間。
[0074] 如圖3所示，該步驟包括以下分步驟：
[0075] S31、算法初始化。
[0076] 置參量k = l，k' = 1，獲取每個地震作業(yè)的復雜度，生成一維字符串，表示為隨機 將子任務分配給一個資源，組成i組序列X1，如（2143)表示將地震作業(yè)1分配給節(jié)點2,將 地震作業(yè)2分配給節(jié)點1，將地震作業(yè)3分配給節(jié)點4,將地震作業(yè)4分配給節(jié)點3。將它們 映射到[0, 1]坐標系中，使得〇彡X1S 1。通過公式（7)，則可得到i個軌跡不同的混沌變 里 Xi，n+1 0
[0077] S32、對混沌變量進行第一次載波。
[0078] 通過公式（7)將選定的i個混沌變量Xl，n+1分別引入到公式（9)中的i個優(yōu)化變 量中，使其轉化成混沌變量X' 1ιη+1，并將混沌變量的變化范圍分別放大到相應的優(yōu)化變量的 取值范圍。
[0079] x'ljn+1= c ,+d^Xi.n+i Ο)
[0080] 其中(^和d ;為常數，相當于放大倍數。本發(fā)明實施例中設c ;= x min、(Ii= x max; 而Xmax和x min分別是節(jié)點個數的最大值M和最小值0。
[0081] S33、用第一次載波后的混沌變量進行迭代搜索。
[0082] 令Xi (k) = X' iin+1，計算相應的性能指標t (k)。
[0083] 首先進行迭代搜索時值的初始化操作，令彳=以0),.廠=7(0)，若仁〇〇彡6表示 本次迭代所得的性能指標更優(yōu)，所以令/ ==，伐)，進行下一次迭代；否則表示本 次迭代所得的性能指標不是更優(yōu)的值，放棄X1 (k)，并令k = k+Ι，接著進行下一次迭代。
[0084] S34、判斷經步驟S33的迭代搜索后混沌變量是否保持不變，即經過步驟S33中的 若干步搜索后f"是否保持不變，若是則進入步驟S35,否則返回步驟S33。
[0085] S35、按公式（10)對混沌變量進行第二次載波：
[0086] ^"+, ^4 + α·χ?ηα (1〇)
[0087] 其中alXl，n+1為遍歷區(qū)間很小的混沌變量，a i為調節(jié)常數，其值可以小于1，<為當 前最優(yōu)解。
[0088] S36、用第二次載波后的混沌變量繼續(xù)進行迭代搜索。
[0089] 首先進行迭代搜索時值的初始化操作，令Xi (k'）= X'iin+1，計算相應的性能指標 ^ (k'），若仁(k'）彡f%表示本次迭代所得的性能指標更優(yōu)，則令.廣= =.r,(/;__)，進 行下一次迭代；否則表示本次迭代所得的性能指標不是更優(yōu)的值，放棄X1G^ )，并令C = C +1，接著進行下一次迭代。
[0090] S37、判斷經步驟S36的迭代搜索后混沌變量是否保持不變，即經過步驟S36中的 若干步搜索后f"是否保持不變，若是則進入步驟S38,否則返回步驟S36。
[0091] S38、輸出最優(yōu)解。
[0092] 這里的最優(yōu)解即公式（8)中求得的總的處理時間f (X1)。
[0093] 雖然混沌運動在一定的范圍內具有遍歷性，但某些狀態(tài)可能需要較長時間才能達 到，則搜索時間較長，因此該算法引入了二次載波。用第一次載波經過一段搜索后找出一個 近似最優(yōu)解，然后在近似最優(yōu)解的基礎上二次載波。二次載波的范圍很小，相當于在近似 最優(yōu)解的領域內進行仔細搜索，這樣可以很快找到全局最優(yōu)解，大大提高搜索效率。運用混 沌算法可以高效率地進行尋優(yōu)操作。在尋優(yōu)操作過程中，混沌算子遍歷整個求解區(qū)間，僅僅 利用目標函數進行判斷。也就是說，混沌算法較之傳統尋優(yōu)算法所受限制要更小，最重要的 是它不需要一個明顯的目標函數表達式。
[0094] 本領域的普通技術人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本發(fā) 明的原理，應被理解為本發(fā)明的保護范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領域的 普通技術人員可以根據本發(fā)明公開的這些技術啟示做出各種不脫離本發(fā)明實質的其它各 種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種基于地震數據的作業(yè)調度方法，其特征在于，包括以下步驟： 51、 獲取集群節(jié)點的資源信息； 52、 計算地震作業(yè)的復雜度； 53、 通過基于混沌算法的作業(yè)調度策略對地震作業(yè)進行調度。2. 根據權利要求1所述的作業(yè)調度方法，其特征在于，所述步驟Sl包括以下分步驟： Sl 1、計算集群節(jié)點； 512、 讀取配置文件； 513、 進行數據處理。3. 根據權利要求2所述的作業(yè)調度方法，其特征在于，所述步驟S12中的配置文件包括 /proc/stat系統文件、/proc/net/dev系統文件以及/etc/mtab系統文件。4. 根據權利要求2所述的作業(yè)調度方法，其特征在于，所述步驟S13中數據處理具體包 括：計算節(jié)點CPU利用率、計算節(jié)點I/O利用率、計算節(jié)點磁盤利用率以及計算集群節(jié)點的 性能指標。5. 根據權利要求1所述的作業(yè)調度方法，其特征在于，所述步驟S2中地震作業(yè)的復雜 度基于地震作業(yè)的大小以及地震作業(yè)采用的處理模塊的類型。6. 根據權利要求1所述的作業(yè)調度方法，其特征在于，所述步驟S3包括以下分步驟： 531、 算法初始化； 532、 對混沌變量進行第一次載波； 533、 用第一次載波后的混沌變量進行迭代搜索； 534、 判斷經步驟S33的迭代搜索后混沌變量是否保持不變，若是則進入步驟S35,否則 返回步驟S33 ; 535、 對混沌變量進行第二次載波； 536、 用第二次載波后的混沌變量繼續(xù)進行迭代搜索； 537、 判斷經步驟S36的迭代搜索后混沌變量是否保持不變，若是則進入步驟S38,否則 返回步驟S36 ; 538、 輸出最優(yōu)解。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于地震數據的作業(yè)調度方法，包括以下步驟：S1、獲取集群節(jié)點的資源信息；S2、計算地震作業(yè)的復雜度；S3、通過基于混沌算法的作業(yè)調度策略對地震作業(yè)進行調度。本發(fā)明基于總的處理時間最優(yōu)、負載均衡等條件的地震作業(yè)調度策略，通過獲取到的集群節(jié)點的資源信息和地震作業(yè)的復雜度，利用混沌算法的地震作業(yè)調度策略，最終實現了對地震作業(yè)的調度。
【IPC分類】G06Q10/04, G06Q50/26
【公開號】CN105046378
【申請?zhí)枴緾N201510566599
【發(fā)明人】費高雷, 黎明, 胡光岷
【申請人】電子科技大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年9月8日