Автореферат (1150592), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Âî-âòîðûõ, âîáîñíîâàíèè îïòèìèçàöèè âûáîðà ðàçìåðà øàãà ïðåäëîæåííîãî àëãîðèòìà óïðàâëåíèÿ äëÿ óâåëè÷åíèÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ñèñòåìû.  òðåòüèõ, â ïðåäñòàâëåíèèðàíäîìèçèðîâàííîé óïðàâëÿþùåé ñòðàòåãèè äëÿ ðåøåíèÿ çàäà÷è äèôôåðåíöèðîâàííîãî êîíñåíñóñà â ñèñòåìå ñî ñòîèìîñòíûìè îãðàíè÷åíèÿìè íà èñïîëüçîâàíèåñâÿçåé äëÿ îáìåíà èíôîðìàöèåé ìåæäó àãåíòàìè â óñëîâèÿõ èçìåíÿþùåéñÿ ñòðóêòóðû ñâÿçåé, ïîìåõ è çàäåðæåê ïðè ïåðåäà÷å äàííûõ, â ïîëó÷åíèè óñëîâèé åå ðàáîòîñïîñîáíîñòè è îïòèìèçàöèè åå ïî ðàçìåðó øàãà.Ñôîðìóëèðîâàííàÿ óïðàâëÿþùàÿ ñòðàòåãèÿ ìîæåò ïðèìåíÿòüñÿ äëÿ îðãàíèçàöèè ðàáîòû äåöåíòðàëèçîâàííûõ âû÷èñëèòåëüíûõ, ëîãèñòè÷åñêèõ, êîììóíèêàöèîííûõ ñåòåé, îáëàäàþùèõ ðàçíûìè êëàññàìè îáñëóæèâàíèÿ, â òîì ÷èñëå ïðèñòîèìîñòíûõ îãðàíè÷åíèÿõ íà èñïîëüçîâàíèå ñâÿçåé âíóòðè ñåòè.
 ôóíêöèîíèðóþùåé ïî ïðåäëîæåííîìó ïðîòîêîëó ñèñòåìå áóäåò ïîääåðæèâàòüñÿ ñáàëàíñèðîâàííûé óðîâåíü çàãðóçêè óçëîâ ïî âñåì êëàññàì ïîñòóïàþùèõ çàäàíèé.Àïðîáàöèÿ ðàáîòû.Ðåçóëüòàòû äèññåðòàöèè äîêëàäûâàëèñü íà ñåìèíàðàõ êà-ôåäðû ñèñòåìíîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ ìàòåìàòèêî-ìåõàíè÷åñêîãî ôàêóëüòåòàÑÏáÃÓ, íà ñåìèíàðå School of Life Science and Technology of Huazhong Universityof Science and Technology (December 13, 2015, Wuhan, Hubei Province, China), íàêîíôåðåíöèè ¾XIII Ôîðóì óíèâåðñèòåòñêèõ ïàðòíåðîâ Intel, (Íèæíèé Íîâãîðîä,2728 ÿíâàðÿ, Ðîññèÿ, 2014)¿ íà ðîññèéñêèõ è ìåæäóíàðîäíûõ êîíôåðåíöèÿõ ïîîïòèìèçàöèè è òåîðèè óïðàâëåíèÿ: Øåñòîé è Ñåäüìîé òðàäèöèîííûõ âñåðîññèéñêèõ ìîëîäåæíûõ ëåòíèõ øêîëàõ ¾Óïðàâëåíèå, èíôîðìàöèÿ è îïòèìèçàöèÿ¿ (ïîñ.Ãðèãîð÷èêîâî, Ìîñêîâñêàÿ îáë., Ðîññèÿ, 2229 èþíÿ, 2014; ã. Ñîëíå÷íîãîðñê, Ìîñêîâñêàÿ îáë., Ðîññèÿ, 1420 èþíÿ, 2015), XII Âñåðîññèéñêîì ñîâåùàíèè ïî ïðîáëåìàì óïðàâëåíèÿ ÂÑÏÓ-2014 (Ìîñêâà, Èíñòèòóò ïðîáëåì óïðàâëåíèÿ èì.
Â.À. Òðà-6ïåçíèêîâà ÐÀÍ ÐÀÍ, 1619 èþíÿ 2014), 2014 IEEE Multi-conference on Systems andControl (October 810, 2014, Antibes/Nice, France), IFAC Conference on Modelling,Identication and Control of Nonlinear Systems (MICNON'15) (June 2426, 2015,Saint-Petersburg, Russia), 14th European Control Conference (ECC'15) (July 1517,2015, Linz, Austria), 2015 IEEE Multi-Conference on Systems and Control (MSC'15)(September 2123, 2015, Sydney, Australia), 3rd IEEE International Conference onControl, Decision and Information Technologies (CoDIT'16), April 68, 2016, SaintJulian's, Malta.Ðåçóëüòàòû äèññåðòàöèè áûëè èñïîëüçîâàíû â ðàáîòàõ ïî ãðàíòàì ÐÔÔÈ 13-0700250 ¾Àäàïòèâíîå óïðàâëåíèå äèíàìè÷åñêèìè ñèñòåìàìè ñ èñïîëüçîâàíèåì ðàíäîìèçèðîâàííûõ àëãîðèòìîâ¿, 15-08-02640 ¾Ìóëüòèàãåíòíîå óïðàâëåíèå è êîíñåíñóñâ ñåíñîðíûõ, áåñïðîâîäíûõ è âû÷èñëèòåëüíûõ ñåòÿõ¿, 16-07-00890 ¾Ðàíäîìèçèðîâàííûå àëãîðèòìû â àâòîìàòè÷åñêîì óïðàâëåíèè è ïðè èçâëå÷åíèè çíàíèé¿, ÔÖϾÈññëåäîâàíèÿ è ðàçðàáîòêè ïî ïðèîðèòåòíûì íàïðàâëåíèÿì ðàçâèòèÿ íàó÷íîòåõíîëîãè÷åñêîãî êîìïëåêñà Ðîññèè íà 20142020 ãîäû¿ 6.56.1224.2014 ¾Ðàçðàáîòêàìóëüòèàãåíòíîé òåõíîëîãèè óïðàâëåíèÿ ðàñïðåäåëåííûìè ãåòåðîãåííûìè âû÷èñëèòåëüíûìè ðåñóðñàìè äëÿ àäàïòèâíîé áàëàíñèðîâêè çàãðóçêè óñòðîéñòâ â ðåàëüíîìâðåìåíè ïðè ðåøåíèè êîìïëåêñíûõ âû÷èñëèòåëüíûõ çàäà÷¿.Ïóáëèêàöèÿ ðåçóëüòàòîâ.
Îñíîâíûå ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé îòðàæåíû â ðàáîòàõ [113]. Ñîèñêàòåëåì îïóáëèêîâàíî 13 íàó÷íûõ ðàáîò, èç êîòîðûõ øåñòü îïóáëèêîâàíû â èçäàíèÿõ, èíäåêñèðóåìûõ â áàçå äàííûõ Scopus, è äâå â æóðíàëàõ,âõîäÿùåì â ïåðå÷åíü ðåöåíçèðóåìûõ íàó÷íûõ æóðíàëîâ, â êîòîðûõ äîëæíû áûòüîïóáëèêîâàíû îñíîâíûå íàó÷íûå ðåçóëüòàòû äèññåðòàöèé íà ñîèñêàíèå ó÷åíîé ñòåïåíè êàíäèäàòà íàóêÐàáîòû [18, 10] íàïèñàíû â ñîàâòîðñòâå.  ðàáîòå [1] Þ. Â. Èâàíñêîìó ïðèíàäëåæèò ìîäèôèêàöèÿ ïðîòîêîëà ëîêàëüíîãî ãîëîñîâàíèÿ äëÿ ðåøåíèÿ çàäà÷èäèôôåðåíöèðîâàííîãî êîíñåíñóñà ïðè ñòîèìîñòíûõ îãðàíè÷åíèÿõ è ìîäåëèðîâàíèåïîâåäåíèÿ ñèñòåìû, ôóíêöèîíèðóþùåé ïî ïðåäëîæåííîìó ïðîòîêîëó, Í. Î. Àìåëèíîé îáùàÿ ïîñòàíîâêà çàäà÷è.
 [2] Þ. Â. Èâàíñêîìó ïðèíàäëåæèò ìîäèôèêàöèÿïðîòîêîëà ëîêàëüíîãî ãîëîñîâàíèÿ äëÿ ó÷åòà ïîòåíöèàëà íàïðàâëåíèÿ, à ñîàâòîðàì îáùàÿ ïîñòàíîâêà çàäà÷è, äåòàëèçàöèÿ àëãîðèòìîâ óïðàâëåíèÿ.  ñòàòüå [8]Þ. Â. Èâàíñêîìó ïðèíàäëåæèò îïèñàíèå îñîáåííîñòåé ìóëüòèàãåíòíîãî ïîäõîäàê ðåøåíèþ çàäà÷ ñ èñïîëüçîâàíèåì âû÷èñëèòåëüíûõ ñåòåé, ñîàâòîðàì ïðèíàäëåæàò îïèñàíèå ðàçëè÷íûõ àñïåêòîâ ðàáîòû è ñîçäàíèÿ àäàïòèâíîé ìóëüòèàãåíòíîéÎÑÐÂ.  ðàáîòàõ [3, 4, 5, 6, 7, 10] Þ.
Â. Èâàíñêîìó ïðèíàäëåæàò ôîðìóëèðîâêè7óòâåðæäåíèé îá îöåíêàõ íà ðàçìåð îêðåñòíîñòè äîñòèæåíèÿ êîíñåíñóñà, íà ðàçìåð îïòèìàëüíîãî øàãà è äîêàçàòåëüñòâà ýòèõ óòâåðæäåíèé, à ñîàâòîðàì îáùèåïîñòàíîâêè çàäà÷.Ñòðóêòóðà è îáúåì äèññåðòàöèè. Äèññåðòàöèÿ ñîñòîèò èç ââåäåíèÿ, òðåõ ãëàâ,çàêëþ÷åíèÿ, ñïèñêà ëèòåðàòóðû, âêëþ÷àþùåãî 115 èñòî÷íèêîâ. Òåêñò çàíèìàåò 92ñòðàíèöû è ñîäåðæèò 8 ðèñóíêîâ.Ñîäåðæàíèå ðàáîòûÂîââåäåíèè îáîñíîâûâàåòñÿ àêòóàëüíîñòü äèññåðòàöèîííîé ðàáîòû, ôîðìóëè-ðóåòñÿ öåëü, ñòàâÿòñÿ çàäà÷è èññëåäîâàíèÿ è êðàòêî èçëàãàþòñÿ îñíîâíûå ðåçóëüòàòû.Âïåðâîé ãëàâå ïðèâîäèòñÿ êðàòêèé îáçîð ëèòåðàòóðû ïî òåìå èññëåäîâàíèÿ,ââîäÿòñÿ îñíîâíûå ïîíÿòèÿ è îáîçíà÷åíèÿ, ðàññìàòðèâàåòñÿ ïðîòîêîë ëîêàëüíîãî ãîëîñîâàíèÿ è åãî ïðèìåíåíèå äëÿ ðîåâîãî óïðàâëåíèÿ â ðîáîòîòåõíèêå, äëÿïîäñ÷åòà êîíòðîëüíûõ ñóìì â RAID-ïîäîáíûõ ðàñïðåäåëåííûõ ñèñòåìàõ õðàíåíèÿäàííûõ, îáñóæäàåòñÿ ïîòåíöèàëüíîå ïðèìåíåíèå â çàäà÷å îïîçíàíèÿ ñî ñæàòèåì(compressive sensing) ïðè ïîäñ÷åòå ñóìì.Ïóñòü ñèñòåìà îáðàçîâàíàn àãåíòàìè, ñîòðóäíè÷àþùèìè äðóã ñ äðóãîì, è ìíî-æåñòâîì çàäàíèé ðàçëè÷íûõ êëàññîâ, êîòîðûå äîëæíû áûòü âûïîëíåíû ñèñòåìîé.Çàäàíèÿ ïîñòóïàþò â ñèñòåìó íà ðàçíûõ àãåíòîâ â ðàçëè÷íûå äèñêðåòíûå ìîìåíòûâðåìåíèt = 0, 1, .
. ..Àãåíòû âûïîëíÿþò ïðèõîäÿùèå çàäàíèÿ ïàðàëëåëüíî. Çàäà-íèÿ ìîãóò áûòü ïåðåðàñïðåäåëåíû ñðåäè àãåíòîâ çà ñ÷åò èñïîëüçîâàíèÿ îáðàòíîéñâÿçè. Çàìåòèì, ÷òî âûïîëíåíèå çàäàíèÿ íå ìîæåò áûòü ïðåðâàíî ïîñëå òîãî, êàêîíî áûëî íàçíà÷åíî àãåíòó.Ñîïîñòàâèì êàæäîìó àãåíòó íîìåði, i = 1, . . . , n,. Ïóñòü N = {1, . . . , n} ìíî-æåñòâî âñåõ àãåíòîâ â ñèñòåìå.
Òîïîëîãèÿ ñåòè ìîæåò èçìåíÿòüñÿ ñî âðåìåíåì èïóñòü îíà ìîäåëèðóåòñÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòüþ îðèåíòèðîâàííûõ ãðàôîâãäåEt{(N, Et )}t≥0 ,(N, Et ) â ìîìåíò âðåìåíè t. Ñîîòâåòñòâóþùèåi,jAt = [ai,j> 0, åñëè àãåíò j ñîåäèíåí ñt ], ãäå at ìíîæåñòâî ðåáåð â ãðàôåìàòðèöû ñìåæíîñòè îáîçíà÷èìai,jt = 0, â ïðîòèâíîì ñëó÷àå.
Çäåñü è äàëåå, âåðõíèé èíäåêñ îáîçíà÷àåòi,jíîìåð ñîîòâåòñòâóþùåãî àãåíòà (à íå âîçâåäåíèå â ñòåïåíü). Ìàòðèöà At = [at ]ÿâëÿåòñÿ ìàòðèöåé ñìåæíîñòè ãðàôà ñåòè GAt â ìîìåíò âðåìåíè t.àãåíòîì i, èÁóäåì èñïîëüçîâàòü ñëåäóþùèå îïðåäåëåíèÿ èç òåîðèè ãðàôîâ.ëóñòåïåíü çàõîäà óçëàiðàâíà ñóììåi-é8ñòðîêè ìàòðèöûiÂçâåøåííàÿ ïî-A: d (A) =Pnj=1ai,j ;D(A) = diag{di (A)} ñîîòâåòñòâóþùàÿ äèàãîíàëüíàÿ ìàòðèöà;ìàëüíàÿ ïîëóñòåïåíü çàõîäà â ãðàôåTGA ; ·GA , L(A) = D(A) − Admax (A)ëàïëàñèàí ãðàôà îïåðàöèÿ âåêòîðíîãî èëè ìàòðè÷íîãî òðàíñïîíèðîâàíèÿ;||A|| =qP P||A|| Åâêëè-i,j )2 ;Re(λ2 (A)) äåéñòâèòåëüíàÿ ÷àñòü âòîðîãî ïîâåëè÷èíå ñîáñòâåííîãî ÷èñëà ìàòðèöû A; λmax (A) ýòî íàèáîëüøåå ïî àáñîëþòíîé âåëè÷èíå ñîáñòâåííîå ÷èñëî ìàòðèöû A. Îðãðàô GB ÿâëÿåòñÿ ïîäãðàôîì GA ,i,jåñëè b≤ ai,j äëÿ âñåõ i, j ∈ N .
Ïóòåì â îðèåíòèðîâàííîì ãðàôå GA íàçûâàåòñÿäîâà íîðìà:j (a ìàêñè-iïîñëåäîâàòåëüíîñòü äóã, â êîòîðîé êàæäàÿ ñëåäóþùàÿ äóãà èìååò íà÷àëîì êîíåöïðåäûäóùåé äóãè. Ãîâîðÿò, ÷òî ãðàôâåðøèíûiGAÿâëÿåòñÿñèëüíî ñâÿçíûì, åñëè äëÿ ëþáîéñóùåñòâóåò ïóòü â ëþáóþ äðóãóþ âåðøèíój 6= i.Ïðåäïîëîæèì, ÷òî çàäà÷è (çàäàíèÿ) îòíîñÿòñÿ ê ðàçëè÷íûì êëàññàì (ïðèîðèòåòàì)k = 1, . . . , m,è ó êàæäîãî àãåíòà åñòümî÷åðåäåé ïî îäíîé íà çàäàíèÿêàæäîãî êëàññà.Ïóñòü ïîâåäåíèå àãåíòài ∈ Nçàäàþò äâå õàðàêòåðèñòèêè: äëèíû î÷åðåäåéi,kçàäàíèé qt êàæäîãî êëàññà k â ìîìåíò âðåìåíè t , k = 1, .
. . , m; è ñðåäíÿÿ ïðîèçiâîäèòåëüíîñòü pav èëè ÷èñëî çàäàíèé, â ñðåäíåì âûïîëíÿåìîå àãåíòîì i â òå÷åíèååäèíè÷íîãî âðåìåííîãî èíòåðâàëà.Àãåíòû, èìåþùèå êàæäûé ñâîþ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü äîëæíû ðàñïðåäåëèòü ååñðåäè âñåõ êëàññîâ çàäàíèé òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû, ñ îäíîé ñòîðîíû, îáåñïå÷èòüî÷åðåäíîñòü âûïîëíåíèÿ çàäàíèé ñîãëàñíî èõ ïðèîðèòåòàì, a ñ äðóãîé ñòîðîíû(ïðèíèìàÿ âî âíèìàíèå ¾ïðîáëåìó ãîëîäàíèÿ¿) ÷òîáû çàäàíèÿ ñ íèçêèì ïðèîðèòåòîì íå ïðîñòàèâàëè ¾áåñêîíå÷íî¿, äîæèäàÿñü ñâîåé î÷åðåäè íà èñïîëíåíèå.
Òàêîãîïîâåäåíèÿ ìîæíî äîáèòüñÿ çà ñ÷åò ââåäåíèÿ âåðîÿòíîñòíûõ ïðèîðèòåòîâ. Êàæäîìóêëàññó çàäàíèé ïîñòàâèì â ñîîòâåòñòâèå äîëþ ïðîèçâîäèòåëüíîñòèîäèíàêîâóþ äëÿ êîíêðåòíîãî êëàññàkPk , k = 1, . . . , m,äëÿ âñåõ àãåíòîâ. Íà êàæäîì àãåíòå çàäàíèÿèç î÷åðåäåé áóäåì âûáèðàòü ñëó÷àéíî ñ âåðîÿòíîñòüþ, çàäàâàåìîé ñëåäóþùåé ôîðìóëîé:p̃i,k=tàãåíòîìiP Pki,lqt >0Pl, åñëè qti,k > 0,çàäàíèÿ êëàññàkãäåp̃i,kt âåðîÿòíîñòü âûáîðà íà èñïîëíåíèåâ ìîìåíò âðåìåíèt.Òàêèì îáðàçîì, ÷åì áîëüøåòåì âûøå âåðîÿòíîñòü âûáðàòü íà èñïîëíåíèå çàäàíèå êëàññàk.Pk ,Îòñþäà, ïðîèç-âîäèòåëüíîñòü àãåíòà ðàñïðåäåëÿåòñÿ ìåæäó âñåìè êëàññàìè çàäàíèé ñëåäóþùèìîáðàçîì:i,k ipi,kav = p̃t pav .Çäåñüpi,kavîáîçíà÷àåò ÷èñëî çàäàíèé êëàññàk,â ñðåäíåìi â òå÷åíèå åäèíè÷íîãî âðåìåííîãî èíòåðâàëà.k = 1 .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
