分布計(jì)算應(yīng)用模型

前言

20世紀(jì)90年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速進(jìn)步導(dǎo)致了分布計(jì)算系統(tǒng)的迅速增加，不僅極大地改變了人們使用計(jì)算機(jī)的方式，同時(shí)使得人們對(duì)計(jì)算能力、數(shù)據(jù)透明訪(fǎng)問(wèn)、高性能和高可靠性的追求變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。在分布計(jì)算系統(tǒng)中，多臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，其行為類(lèi)似于一個(gè)單機(jī)系統(tǒng)，即登錄到系統(tǒng)的用戶(hù)不必了解系統(tǒng)中有多少臺(tái)機(jī)器，它們的位置在哪里、功能是什么，文件在哪里，作業(yè)在哪一臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行等任何有關(guān)硬件物理分布的細(xì)節(jié)。分布式操作系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)分布計(jì)算系統(tǒng)的核心。分布式計(jì)算指在分布計(jì)算系統(tǒng)上執(zhí)行的計(jì)算。本書(shū)主要探討了運(yùn)行于獨(dú)立計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，通過(guò)彼此協(xié)作，執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等操作的模式與方法。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指在網(wǎng)絡(luò)上由被稱(chēng)之為服務(wù)器的特定程序提供的服務(wù)。WWW、電子郵件（email）、文件傳輸（FTP）都屬于這種服務(wù)。服務(wù)器程序僅僅是分布式計(jì)算中的客戶(hù)／服務(wù)器模式的一方。客戶(hù)／月艮務(wù)器模型將在本書(shū)后面章節(jié)廣泛介紹。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用指面向最終用戶(hù)運(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用覆蓋了從商業(yè)應(yīng)用（如在線(xiàn)購(gòu)物車(chē)、電子拍賣(mài)站點(diǎn)）到非商業(yè)應(yīng)用（如聊天室、網(wǎng)絡(luò)游戲等）等應(yīng)用領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用之間并沒(méi)有很?chē)?yán)格的區(qū)分界限，兩者也通常被互換使用。分布計(jì)算的目標(biāo)是把多臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)統(tǒng)一起來(lái)，讓它們共享信息或其他資源，主要包括多媒體系統(tǒng)、客戶(hù)／服務(wù)器系統(tǒng)、并行計(jì)算、WEB編程、移動(dòng)Agent等。近年來(lái)，我們從事了分布計(jì)算應(yīng)用工作，尤其對(duì)在異構(gòu)環(huán)境下的任務(wù)調(diào)度模型、高校知識(shí)網(wǎng)格及其關(guān)鍵服務(wù)模型、WAP應(yīng)用模型、基于構(gòu)件的企業(yè)信息系統(tǒng)模型、對(duì)等網(wǎng)絡(luò)資源管理模型、基于經(jīng)濟(jì)智能主體的網(wǎng)格資源管理模型等進(jìn)行了較為系統(tǒng)和深入的研究。（1）異構(gòu)環(huán)境下的任務(wù)調(diào)度模型。資源調(diào)度問(wèn)題是一個(gè)傳統(tǒng)問(wèn)題，在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用廣泛。資源調(diào)度問(wèn)題也是分布計(jì)算領(lǐng)域中的關(guān)鍵問(wèn)題，根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中CPU的多少，可以將任務(wù)調(diào)度問(wèn)題分為單CPU調(diào)度和多CPU調(diào)度。對(duì)于單CPU的調(diào)度問(wèn)題來(lái)說(shuō)，調(diào)度策略相對(duì)簡(jiǎn)單，常見(jiàn)的調(diào)度策略有：先到先服務(wù)、最短作業(yè)先調(diào)度、基于優(yōu)先權(quán)的調(diào)度、基于輪轉(zhuǎn)法的調(diào)度、多級(jí)隊(duì)列的調(diào)度、多級(jí)反饋隊(duì)列的調(diào)度等。對(duì)于多CPU的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，調(diào)度算法涉及很多條件，所以調(diào)度算法相對(duì)復(fù)雜。根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)成的條件，調(diào)度算法分為同構(gòu)和異構(gòu)環(huán)境下的調(diào)度。在同構(gòu)系統(tǒng)中，目前研究最多的任務(wù)調(diào)度算法是多處理器調(diào)度算法。

內(nèi)容概要

　　《分布計(jì)算應(yīng)用模型》主要探討了運(yùn)行于獨(dú)立計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，通過(guò)彼此協(xié)作，執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等模式與方法。主要內(nèi)容包括：分布計(jì)算概述、基于異構(gòu)環(huán)境的任務(wù)調(diào)度模型、高校知識(shí)網(wǎng)格及其關(guān)鍵服務(wù)模型、WAP應(yīng)用模型、基于構(gòu)件的企業(yè)信息系統(tǒng)模型、對(duì)等網(wǎng)絡(luò)資源管理模型、基于經(jīng)濟(jì)智能主體的網(wǎng)格資源管理模型等?！斗植加?jì)算應(yīng)用模型》文字精練、重點(diǎn)突出，可供分布式并行計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、WAP計(jì)算等領(lǐng)域的科技技術(shù)人員參考。

作者簡(jiǎn)介

陳明，教授，博士生導(dǎo)師。畢業(yè)于吉林大學(xué)，1993年赴德國(guó)TUBINGEN大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院學(xué)習(xí)與研究。曾任大連理工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系主任、中國(guó)石油大學(xué)(北京)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系主任，兼任南開(kāi)大學(xué)等兼職教授?！队?jì)算機(jī)科學(xué)與探索》《計(jì)算機(jī)教育》編委，中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)理事，中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)開(kāi)放系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)副主任，全國(guó)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育研究會(huì)常務(wù)理事。 參加和完成國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家B63計(jì)劃等多項(xiàng)科研項(xiàng)目。目前主要從事分布計(jì)算及計(jì)算智能方面的研究。在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物與會(huì)議上發(fā)表論文130余篇。出版計(jì)算機(jī)教材、專(zhuān)著及譯著92種，其中多本教材為“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。2003年獲北京市教學(xué)名師獎(jiǎng)；獲部級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)一項(xiàng)。

書(shū)籍目錄

叢書(shū)序前言第1章　概述1.1 分布計(jì)算系統(tǒng)的發(fā)展1.2 分布計(jì)算系統(tǒng)的概念1.3 同構(gòu)型與異構(gòu)型分布計(jì)算系統(tǒng)1.4 分布計(jì)算系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)1.5 分布計(jì)算系統(tǒng)存在的問(wèn)題1.6 分布計(jì)算系統(tǒng)的透明性1.6.1 透明性的概念1.6.2 影響透明性的主要因素1.7 計(jì)算模式1.7.1 單機(jī)計(jì)算1.7.2 分布式計(jì)算1.7.3 并行計(jì)算1.8 分布式計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)參考文獻(xiàn)第2章　基于異構(gòu)環(huán)境的任務(wù)調(diào)度模型2.1 一種QoSMin-Min異構(gòu)分布式系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度策略2.1.1 相關(guān)工作2.1.2 QoSMin-Min調(diào)度策略2.2 基于QoS的混合Min-Min任務(wù)調(diào)度策略2.2.1 相關(guān)工作2.2.2 調(diào)度策略2.2.3 實(shí)施2.3 異構(gòu)環(huán)境下的混合遺傳調(diào)度策略2.3.1 遺傳算法概述2.3.2 相關(guān)工作2.3.3 混合遺傳調(diào)度算法2.3.4 實(shí)施2.4 異構(gòu)環(huán)境下子任務(wù)可分解的調(diào)度策略2.4.1 相關(guān)工作2.4.2 子任務(wù)可以分解的調(diào)度策略2.4.3 實(shí)施2.5 小結(jié)參考文獻(xiàn)第3章　高校知識(shí)網(wǎng)格及其關(guān)鍵服務(wù)模型3.1 研究背景3.1.1 高校信息化建設(shè)現(xiàn)狀3.1.2 知識(shí)網(wǎng)格研究現(xiàn)狀3.2 語(yǔ)義網(wǎng)格和知識(shí)網(wǎng)格研究3.2.1 語(yǔ)義WEB概述3.2.2 網(wǎng)格與P2P系統(tǒng)3.2.3 語(yǔ)義網(wǎng)格3.2.4 知識(shí)網(wǎng)格3.3 高校知識(shí)結(jié)構(gòu)分析和知識(shí)表示3.3.1 高校知識(shí)結(jié)構(gòu)分析3.3.2 高校知識(shí)結(jié)構(gòu)的知識(shí)表示3.4 高校知識(shí)網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)3.4.1 知識(shí)網(wǎng)格形式化表示3.4.2 高校知識(shí)網(wǎng)格定義3.4.3 高校知識(shí)網(wǎng)格構(gòu)建方法3.4.4 基于服務(wù)的高校知識(shí)網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)3.4.5 高校知識(shí)網(wǎng)格的團(tuán)隊(duì)知識(shí)應(yīng)用場(chǎng)景3.5 團(tuán)隊(duì)知識(shí)共享模型3.5.1 團(tuán)隊(duì)知識(shí)共享模型定義3.5.2 團(tuán)隊(duì)知識(shí)模型中知識(shí)表示3.5.3 知識(shí)共享模型上的操作3.5.4 知識(shí)訂閱和通知模型3.5.5 實(shí)現(xiàn)算法3.5.6 算法分析3.5.7 實(shí)驗(yàn)分析3.6 知識(shí)推薦服務(wù)模型3.6.1 用戶(hù)偏好分析3.6.2 協(xié)同過(guò)濾推薦算法3.6.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和試驗(yàn)分析3.7 個(gè)人知識(shí)共享模型3.7.1 個(gè)人知識(shí)節(jié)點(diǎn)表示模型3.7.2 個(gè)人知識(shí)查詢(xún)3.7.3 個(gè)人知識(shí)模型更新3.7.4 實(shí)驗(yàn)分析參考文獻(xiàn)第4章　WAP應(yīng)用模型4.1 研究背景4.1.1 WAP規(guī)范研究現(xiàn)狀4.1.2 WAP應(yīng)用研究現(xiàn)狀4.2 WAP模型及相關(guān)技術(shù)研究4.2.1 WAP模型4.2.2 WAP應(yīng)用安全模式4.2.3 個(gè)性化推薦4.2.4 移動(dòng)搜索4.3 基于wAP的移動(dòng)內(nèi)容服務(wù)模型4.3.1 移動(dòng)內(nèi)容服務(wù)模型4.3.2 關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)策略4.3.3 模型實(shí)現(xiàn)及評(píng)價(jià)4.4 移動(dòng)內(nèi)容服務(wù)系統(tǒng)安全模式4.4.1 安全要求4.4.2 安全模式4.4.3 模式評(píng)價(jià)4.5 移動(dòng)內(nèi)容服務(wù)個(gè)性化推薦模型4.5.1 問(wèn)題的提出4.5.2 個(gè)性化推薦模型4.5.3 性能評(píng)價(jià)4.6 基于WAP的移動(dòng)搜索模型4.6.1 移動(dòng)搜索模型4.6.2 模型實(shí)現(xiàn)與評(píng)價(jià)參考文獻(xiàn)第5章　基于構(gòu)件的企業(yè)信息系統(tǒng)模型5.1 研究背景5.1.1 企業(yè)信息系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀5.1.2 基于構(gòu)件的軟件開(kāi)發(fā)研究現(xiàn)狀5.2 基于構(gòu)件的軟件開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)理論5.2.1 領(lǐng)域工程概述5.2.2 基于構(gòu)件的軟件開(kāi)發(fā)概述5.2.3 基于構(gòu)件的企業(yè)信息系統(tǒng)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)流程5.3 企業(yè)信息系統(tǒng)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)研究5.3.1 訪(fǎng)問(wèn)控制技術(shù)介紹5.3.2 基于角色的三維空間訪(fǎng)問(wèn)控制模型研究5.3.3 工作流技術(shù)介紹5.3.4 基于子任務(wù)和動(dòng)作的工作流管理系統(tǒng)模型研究5.3.5 報(bào)表技術(shù)研究5.3.6 基于角色的客戶(hù)協(xié)同定制化報(bào)表系統(tǒng)模型研究5.4 構(gòu)件化的企業(yè)信息系統(tǒng)領(lǐng)域通用框架模型研究5.4.1 企業(yè)參考模型體系結(jié)構(gòu)5.4.2 企業(yè)信息系統(tǒng)基本組成5.4.3 GFEIS模型體系結(jié)構(gòu)5.4.4 GFEIS模型的構(gòu)件模型5.4.5 GFEIS模型的構(gòu)件約束5.4.6 GFEIS模型裝配算法5.4.7 基于.NetRemoting技術(shù)的分布式構(gòu)件庫(kù)模型5.4.8 GFEIS模型應(yīng)用實(shí)例5.5 基于QoS和離散微粒群算法的wEB服務(wù)組合研究5.5.1 WEB服務(wù)概述5.5.2 微粒群算法原理5.5.3 基于QoS和離散微粒群算法的WEB服務(wù)組合研究5.5.4 仿真實(shí)驗(yàn)參考文獻(xiàn)第6章　對(duì)等網(wǎng)絡(luò)資源管理模型6.1 對(duì)等網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)技術(shù)6.1.1 對(duì)等網(wǎng)絡(luò)概述6.1.2 對(duì)等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ?.1.3 對(duì)等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用6.2 結(jié)構(gòu)化對(duì)等網(wǎng)絡(luò)資源發(fā)現(xiàn)機(jī)制6.2.1 相關(guān)工作6.2.2 CRF路由算法6.2.3 節(jié)點(diǎn)的自治6.2.4 性能分析6.2.5 實(shí)驗(yàn)仿真6.3 基于語(yǔ)義的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)資源發(fā)現(xiàn)機(jī)制6.3.1 相關(guān)工作6.3.2 文獻(xiàn)的語(yǔ)義表示6.3.3 基于語(yǔ)義的搜索模型6.3.4 性能分析6.3.5 實(shí)驗(yàn)仿真6.4 基于語(yǔ)義的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)資源發(fā)現(xiàn)機(jī)制6.4.1 相關(guān)工作6.4.2 信任度模型6.4.3 復(fù)雜度分析6.4.4 實(shí)驗(yàn)仿真參考文獻(xiàn)第7章　基于經(jīng)濟(jì)智能主體的網(wǎng)格資源管理模型7.1 網(wǎng)格理論概述7.1.1 研究背景與意義7.1.2 網(wǎng)格的基本概念和特點(diǎn)7.1.3 網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)7.1.4 網(wǎng)格研究現(xiàn)狀7.2 網(wǎng)格理論相關(guān)研究7.2.1 網(wǎng)格環(huán)境下的資源管理的相關(guān)研究7.2.2 網(wǎng)格資源管理中使用經(jīng)濟(jì)學(xué)方法的研究7.2.3 網(wǎng)格資源管理中使用智能主體技術(shù)的研究7.3 基于經(jīng)濟(jì)智能主體的網(wǎng)格資源發(fā)現(xiàn)模型7.3.1 問(wèn)題描述7.3.2 基于經(jīng)濟(jì)智能主體的資源發(fā)現(xiàn)模型7.3.3 討論7.3.4 相關(guān)工作7.4 網(wǎng)格資源分配策略中的博弈7.4.1 定義7.4.2 問(wèn)題描述7.4.3 網(wǎng)格資源的博弈模型7.4.4 網(wǎng)格中博弈的定義7.4.5 網(wǎng)格合作博弈中的納什均衡7.4.6 算法設(shè)計(jì)7.4.7 仿真結(jié)果分析7.4.8 仿真結(jié)果7.4.9 結(jié)論7.5 基于經(jīng)濟(jì)智能主體的網(wǎng)格資源調(diào)度與配置的框架設(shè)計(jì)7.5.1 信號(hào)博弈理論7.5.2 基于經(jīng)濟(jì)智能主體的網(wǎng)格資源調(diào)度的框架設(shè)計(jì)7.5.3 模型分析7.5.4 模型解的證明7.5.5 小結(jié)參考文獻(xiàn)附錄

章節(jié)摘錄

插圖：（3）開(kāi)發(fā)階段是根據(jù)在設(shè)計(jì)階段形成的本體元語(yǔ)模型，并結(jié)合實(shí)際的業(yè)務(wù)領(lǐng)域內(nèi)容和需求，使用具體的具有使用和開(kāi)發(fā)效率的本體語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行本體的表示。這個(gè)階段一般由知識(shí)工程師使用特定的本體語(yǔ)言開(kāi)發(fā)工具來(lái)完成。在這個(gè)階段完成后，形成可供系統(tǒng)實(shí)際使用的本體。（4）部署階段是在知識(shí)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和使用過(guò)程中，使得系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員以及系統(tǒng)用戶(hù)能夠熟悉在開(kāi)發(fā)階段所創(chuàng)建的本體含義、作用范圍和使用方法。在這個(gè)階段，設(shè)計(jì)出來(lái)的本體才實(shí)際發(fā)揮出自己的作用。（5）評(píng)估階段可以發(fā)生在上述的任何一個(gè)階段，例如，在設(shè)計(jì)階段中可以評(píng)估設(shè)計(jì)出來(lái)的本體元語(yǔ)模型是否滿(mǎn)足分析階段中所提出的需求模型，在部署階段評(píng)估知識(shí)本體的可用性等。但是，最后還需要綜合評(píng)估創(chuàng)建本體結(jié)構(gòu)的合理性，本體之間的關(guān)系是否滿(mǎn)足系統(tǒng)要求以及是否存在矛盾，創(chuàng)建的本體粒度是否合理，是否支持未來(lái)業(yè)務(wù)的擴(kuò)充等方面的內(nèi)容，是否能夠合并一些輕量級(jí)本體等方面的內(nèi)容。相同的步驟在不同類(lèi)型的本體上對(duì)應(yīng)不同的內(nèi)容范圍，例如，領(lǐng)域本體的分析階段，是根據(jù)頂級(jí)本體內(nèi)容、關(guān)系和具體領(lǐng)域的業(yè)務(wù)內(nèi)容、規(guī)則，來(lái)分析領(lǐng)域建立領(lǐng)域本體的有關(guān)知識(shí)模型，而應(yīng)用本體的分析階段是根據(jù)領(lǐng)域本體和具體的應(yīng)用內(nèi)容、業(yè)務(wù)要求，來(lái)分析應(yīng)用本體的有關(guān)知識(shí)模型。在圖3-10中本體構(gòu)造過(guò)程的時(shí)間長(zhǎng)短用代表不同類(lèi)型本體構(gòu)造過(guò)程的圓周長(zhǎng)度來(lái)表示，可以知道頂級(jí)本體創(chuàng)建的時(shí)間最長(zhǎng)，而應(yīng)用本體創(chuàng)建的時(shí)間最短。這是因?yàn)槊糠N類(lèi)型本體所表示的概念范圍是不一樣的。頂級(jí)本體表示的是一般的最普通的概念，它的作用范圍最大，它也是最為抽象的，它經(jīng)常依賴(lài)于不同領(lǐng)域本體之間的共性來(lái)創(chuàng)建和更新。因此它的構(gòu)造過(guò)程是最長(zhǎng)的。同理可以知道領(lǐng)域本體的構(gòu)造時(shí)間比應(yīng)用本體的構(gòu)造時(shí)間要長(zhǎng)。每種類(lèi)型本體的構(gòu)造過(guò)程之間通過(guò)鏈條來(lái)進(jìn)行連接和驅(qū)動(dòng)。鏈條表示不同類(lèi)型本體之間的信息傳遞。通過(guò)鏈條連接形象地表明每種類(lèi)型本體構(gòu)造的周期頻率，頂級(jí)本體的更新頻率最慢，領(lǐng)域本體次之，應(yīng)用本體最快?？梢园讶齻€(gè)構(gòu)造過(guò)程圓環(huán)分別看成驅(qū)動(dòng)輪，這樣在此模型中就存在三種本體構(gòu)造方法。它們依次是頂級(jí)本體驅(qū)動(dòng)法、領(lǐng)域本體驅(qū)動(dòng)法和應(yīng)用本體驅(qū)動(dòng)法。頂級(jí)本體驅(qū)動(dòng)法是指以頂級(jí)本體構(gòu)造過(guò)程作為驅(qū)動(dòng)，首先建立頂級(jí)領(lǐng)域本體，在建立頂級(jí)本體過(guò)程中通過(guò)向領(lǐng)域本體傳遞相關(guān)信息來(lái)啟動(dòng)領(lǐng)域本體的構(gòu)造過(guò)程，領(lǐng)域本體構(gòu)造過(guò)程在啟動(dòng)后開(kāi)始應(yīng)用本體的構(gòu)造，將已創(chuàng)建的領(lǐng)域本體信息反饋到頂級(jí)本體的構(gòu)造過(guò)程中。應(yīng)用本體驅(qū)動(dòng)法與頂級(jí)本體驅(qū)動(dòng)正好相反。

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《分布計(jì)算應(yīng)用模型(精)》是這一研究成果的展現(xiàn)。 分布計(jì)算的目標(biāo)是把多臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)統(tǒng)一起來(lái)，讓它們共享信息或其他資源，主要包括多媒體系統(tǒng)、客戶(hù)/服務(wù)器系統(tǒng)、并行計(jì)算、WEB編程、移動(dòng)Agent等。近年來(lái)，作者從事了分布計(jì)算應(yīng)用工作，尤其對(duì)在異構(gòu)環(huán)境下的任務(wù)調(diào)度模型、高校知識(shí)網(wǎng)格及其關(guān)鍵服務(wù)模型、WAP應(yīng)用模型、基于構(gòu)件的企業(yè)信息系統(tǒng)模型、對(duì)等網(wǎng)絡(luò)資源管理模型、基于經(jīng)濟(jì)智能主體的網(wǎng)格資源管理模型等進(jìn)行了較為系統(tǒng)和深入的研究。

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