检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王晓锋哈尔滨工业大学

学位级别：博士

网络模拟是研究网络行为、评价网络协议的重要手段,具有重要的学术研究与应用价值。随着计算机网络的快速发展,所需模拟的网络规模越来越大,而大规模离散事件网络模拟所需的大量计算开销无法让人接受。如何减少大规模网络模拟的运行时... 详细信息

网络模拟是研究网络行为、评价网络协议的重要手段,具有重要的学术研究与应用价值。随着计算机网络的快速发展,所需模拟的网络规模越来越大,而大规模离散事件网络模拟所需的大量计算开销无法让人接受。如何减少大规模网络模拟的运行时间、提高模拟性能,使得能快速模拟十万、百万节点级规模的网络,甚至使得模拟整个互联网成为可能,是一个亟待研究的问题,因此本文致力于此。本文以大规模离散事件网络模拟技术为研究对象,分析评价影响网络模拟性能的各种因素,研究提高大规模离散事件网络模拟性能的方法。本文研究的主要内容包括如下五个部分: 第一,为研究如何提高网络模拟性能,分析了影响并行网络模拟性能的各种因素,包括负载平衡、通信开销、安全模拟时间窗口长度、模拟运行环境、模拟应用等,并建立了关于这些因素的并行网络模拟性能估计模型。与传统的估计模型相比,该估计模型能够为如何提高网络模拟性能提供指导。通过对各种因素的分析以及估计模型的建立,明确了提高网络模拟性能的具体思路,为后续章节的研究提供基础。第二,鉴于当前基于拓扑图划分工具的并行网络模拟划分方法存在易陷入局部最优以及不能实现合理划分的不足,提出了并行网络模拟拓扑的优化划分方法。该优化划分方法采用改进的模拟退火算法实现对所要模拟的网络拓扑的划分,所使用的目标函数为并行网络模拟性能估计模型。基于模拟退火算法的划分不易陷入局部极值;基于估计模型的划分能够综合考虑各种影响网络模拟性能的因素,实现对模拟任务的合理划分,因此该方法能有效提高并行网络模拟的性能。第三,鉴于大规模离散事件网络模拟需要极多的计算开销以描述大量的数据包转发,提出了基于动态连续计算的快速离散事件网络模拟方法。该方法将数据包转发模拟采用连续计算的方法描述,减少了传统网络模拟过程中数据包转发模拟的不连续性带来的开销;分析了连续计算带来的不真实性,并为保证连续计算具有一定真实性,提出了动态连续计算方法,即对数据包转发动态有选择的连续计算。第四,为减少流量生成器产生的背景流量数据包的模拟开销,提出了基于数据包采样的背景流量简约模拟方法。在背景流量生成时,该方法采用“采样”技术只产生少量的背景流量数据包;在拥塞链路上,依靠这些少量数据包“恢复”出原始背景流量的所有数据包;依靠恢复得到的数据包信息,实现对路由器缓冲队列以及前景流量的模拟。实验证明,该方法在提高背景流量模拟性能的同时,保证模拟结果的真实性。第五,基于上述研究内容,并结合网络模拟拓扑生成模块、远程路由配置模块、模拟应用描述脚本生成模块等处理模块,建立了并行网络模拟应用平台,该平台具有性能高、可用性强等特点。最后,通过一个具体的大规模并行网络模拟实例,说明该平台的使用步骤。

关键词：网络模拟离散事件模拟模拟性能拓扑划分模拟模型的简化

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基于SMP的离散事件执行驱动性能模拟器设计与实现

基于SMP的离散事件执行驱动性能模拟器设计与实现

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作者：张新国防科学技术大学

学位级别：硕士

近十几年来，生物分子模拟，航空宇宙计算，飓风预测等科学、工程和社会领域的超高计算能力的大型应用的进展，推动着高性能计算系统的持续发展。为了降低成本，系统开发和设计人员需要对系统性能进行全面深入的性能分析，评测应用在他... 详细信息

近十几年来，生物分子模拟，航空宇宙计算，飓风预测等科学、工程和社会领域的超高计算能力的大型应用的进展，推动着高性能计算系统的持续发展。为了降低成本，系统开发和设计人员需要对系统性能进行全面深入的性能分析，评测应用在他们计划研制的系统上的性能能否达到预期，以指导软硬件选型和系统平衡设计，为系统的设计、实现以及优化提供参考。由于相对建模分析等其它方法，在预测精度、时间开销以及灵活性等方面的优势，模拟方法已成为当前并行系统性能分析与预测的主流技术。本文针对性能模拟技术展开研究，主要研究内容包括离散事件执行驱动的性能模拟器设计、实现以及实验验证。本文首先分析了基于对称多处理机的离散事件模拟器设计中面临的关键问题，然后提出对应的解决办法。基于SMP统一编址的存储结构，SMP-SIM模拟器事件处理的核心思想包括两个方面，一是以CPU为粒度对事件进行全局管理，在共享段存放全局数据结构，统一管理所有绑定在该CPU上运行的进程所产生的事件。其基本思想是每次选择产生时间最小的事件进行处理。二是采用虚实结合的方法处理被选择的事件：选中某个事件进行处理时，如果该事件是通信开始事件，则采用虚处理，通信开销通过通信模型计算；如果事件是串行计算开始事件，则采用实处理，串行计算的时间通过直接运行获得。然后基于对关键问题的分析，提出了基于SMP的离散事件模拟器SMP-SIM的设计方案，并对其中关键功能模块的原理进行了详细分析。SMP-SIM模拟器的功能是通过在MPI库层次结构中引入模拟API层来实现的，模拟API层包含3个功能模块：通信原语分解模块，通信模型模块和事件管理模块。在通信原语分解模块中，所有的通信原语通过核心点对点通信原语重新构造。当目标程序在宿主机上执行到某个通信原语时，该通信原语会被通信原语分解模块分解为核心原语，从而调用核心点对点通信原语。核心点对点通信原语的调用和返回产生相应的事件。事件管理模块统一调度事件，对其进行处理，并更新对应进程的模拟时间。在处理通信类事件时，事件管理模块将会和通信模型模块进行交互，负责对通信类事件的相关时间进行计算。最后，基于MPICH2通信库实现了SMP-SIM原型系统，并从模拟精度、执行效率和可扩展性三个方面对模拟器进行了全面的测试与分析。实验结果表明该模拟器具有较高的精度和良好的可扩展性，初步验证了设计方案的正确性和有效性。

关键词：高性能计算性能模拟 MPICH2 SMP-SIM 离散事件模拟执行驱动

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离散事件与基于智能体的集成模拟研究

离散事件与基于智能体的集成模拟研究

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第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会

作者：王缓缓胡斌石永三峡大学计算机与信息学院华中科技大学管理学院武汉通讯指挥学院

全局业务优化的需求使得传统的模拟方法迫切需要与近年来的新的计算机的软硬件技术和方法结合,离散事件与基于智能体的建模方法集成可以使建模者深入研究复杂系统内部相互依赖的过程间的互动。分析了离散事件模拟系统与基于智能体的建... 详细信息

全局业务优化的需求使得传统的模拟方法迫切需要与近年来的新的计算机的软硬件技术和方法结合,离散事件与基于智能体的建模方法集成可以使建模者深入研究复杂系统内部相互依赖的过程间的互动。分析了离散事件模拟系统与基于智能体的建模方法的区别与联系,给出了二者集成的总体思路;分析了基于java消息服务(JMS)的消息总线(Message bus)技术作为构建集成模拟系统的关键技术的可行性,并采用实现JMS的工具Jboss来实现集成模拟系统;最后通过一个实例来验证集成模拟系统的有效性。

关键词：离散事件模拟基于智能体的建模 java消息服务消息总线

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基于拖延心理的知识员工-信息系统互动模拟

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系统工程理论与实践 2014年第7期34卷 1868-1874页

作者：朱侯胡斌华中科技大学管理学院武汉430074

信息技术的发展使知识型员工面临着信息系统线上-线下的混合任务环境,拖延心理导致知识型员工需要对信息系统任务进行合理的规划,知识型员工的任务处理过程不再是简单的离散事件系统,而是一个员工心理与离散事件系统互动的过程.本文首... 详细信息

信息技术的发展使知识型员工面临着信息系统线上-线下的混合任务环境,拖延心理导致知识型员工需要对信息系统任务进行合理的规划,知识型员工的任务处理过程不再是简单的离散事件系统,而是一个员工心理与离散事件系统互动的过程.本文首先描述了知识型员工任务处理的心理过程;然后设计了二阶段决策的Q-learning算法实现知识型员工与任务处理的互动;最后通过大量的模拟实验,分析了记忆、决策心理和奖惩机制对信息系统任务处理的影响.

关键词：知识型员工信息系统互动离散事件模拟拖延心理强化学习

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人-任务互动的并行集成模拟

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系统工程理论与实践 2009年第8期29卷 127-133页

作者：董升平胡斌武汉理工大学交通学院武汉430063 华中科技大学管理学院武汉430074

管理者与任务的人-任务互动问题源于管理者自我效能感演化和任务进程间的相互作用.在讨论了Visual ***和Arena间基于消息通信实现并行集成的基础上,分别针对管理者行为过程和任务处理过程建立基于改进QSIM算法的定性模拟模型和基于事件... 详细信息

管理者与任务的人-任务互动问题源于管理者自我效能感演化和任务进程间的相互作用.在讨论了Visual ***和Arena间基于消息通信实现并行集成的基础上,分别针对管理者行为过程和任务处理过程建立基于改进QSIM算法的定性模拟模型和基于事件驱动的离散事件模拟模型,提出并实现了人-任务互动的并行集成模拟方法,开发了PSMS-SMMPT并行集成模拟系统原型.最后通过一个示例,确认了该方法及系统可用来分析复杂管理系统人-任务互动规律.

关键词：人-任务互动并行集成模拟定性模拟离散事件模拟自我效能感

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网络模拟中的动态连续计算

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系统仿真学报 2009年第23期21卷 7439-7444页

作者：王晓锋张宏莉王风宇张兆心江南大学信息工程学院无锡214122 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院哈尔滨150001 山东大学计算机科学与技术学院济南250101

为降低网络模拟的计算开销,提出了数据包转发模拟的动态连续计算方法。依靠连续计算,该方法提高了数据包转发的模拟性能;依靠动态选择,该方法保证了模拟结果的真实性。通过在NS上的实验表明,与传统的离散事件模拟相比,该方法减少离散事... 详细信息

为降低网络模拟的计算开销,提出了数据包转发模拟的动态连续计算方法。依靠连续计算,该方法提高了数据包转发的模拟性能;依靠动态选择,该方法保证了模拟结果的真实性。通过在NS上的实验表明,与传统的离散事件模拟相比,该方法减少离散事件数80%以上,减少模拟运行时间55%左右,减少存储开销4.6%,而对模拟结果真实性造成的误差平均在0.3%以内。

关键词：离散事件模拟网络模拟连续计算动态

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B2C环境下企业订单交付的横向转运运作的仿真

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系统管理学报 2017年第5期26卷 970-979页

作者：刘海斌胡斌华中科技大学管理学院武汉430074

利用离散事件仿真对B2C环境下企业订单交付的转运问题进行了研究。将订单交付的转运关系抽象为4种复杂网络结构模式,分析了各结构模式在3种转运策略下的绩效和服务水平。结果表明:转运能带来较高的绩效和服务水平;库存分配策略影响着运... 详细信息

利用离散事件仿真对B2C环境下企业订单交付的转运问题进行了研究。将订单交付的转运关系抽象为4种复杂网络结构模式,分析了各结构模式在3种转运策略下的绩效和服务水平。结果表明:转运能带来较高的绩效和服务水平;库存分配策略影响着运作绩效;TBA(基于可用转运)策略能带来高服务水平,而TIE(基于库存均衡转运)策略能产生高收益;TBA或TIE的采纳应根据发展阶段确定;高服务水平和绩效能通过调整转运结构兼得;尽管"全连接"结构在提高服务水平是最好的,但是它也导致更多的转运活动和成本;"小世界"结构是最理想的,它不仅比其他结构产生的收益高,而且在服务水平上很接近"全连接"结构;而"无标度"结构应该避免。

关键词：转运离散事件模拟基于可用转运基于库存均衡转运复杂网络

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面向协作的组织结构设计的集成模拟研究

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计算机工程与科学 2014年第6期36卷 1184-1191页

作者：胡斌王有天华中科技大学管理学院湖北武汉430074

基于计算组织理论,采用了多Agent模拟和离散事件模拟的集成方法,以组织成员间的协作关系为出发点,分析了不同的协作模式对组织效率的影响,讨论了在这些协作模式下沟通机制和激励机制的作用,得到了一些对组织结构设计有意义的结论。

关键词：组织结构设计协作多Agent模拟离散事件模拟

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复杂网络中信息传播规律及管理应用研究

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情报杂志 2011年第4期30卷 13-17,9页

作者：张青敏武汉大学信息管理学院武汉430072

随着互联网的普及,越来越多的信息开始出现并在互联网环境中传播开来。这些信息包括产品广告、热门话题和谣言等。本文用复杂网络来表示信息的传播环境,提出了一个多智能体模型来描述信息在不断变化下的传播过程,并用Anylogic中的离散... 详细信息

随着互联网的普及,越来越多的信息开始出现并在互联网环境中传播开来。这些信息包括产品广告、热门话题和谣言等。本文用复杂网络来表示信息的传播环境,提出了一个多智能体模型来描述信息在不断变化下的传播过程,并用Anylogic中的离散事件模拟方法产生不同的信息。还可以通过改变数学模型中的多个参数值来比较信息的传播性能,分析总结信息传播过程的变化情况和原因。最后,通过考察信息传播在实际中的应用,验证了模型设计的合理性。

关键词：信息复杂网络多智能体 Anylogic 离散事件模拟

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分布式存储结构下时延动态负载平衡系统的稳定性分析

分布式存储结构下时延动态负载平衡系统的稳定性分析

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作者：孟庆洋东北大学

学位级别：博士

负载平衡是并行计算中的一个重点研究领域,节点间负载的不平衡会严重影响并行计算的效率。负载平衡算法按照调度时可用资源信息和任务运行状态的即时性可划分为静态和动态两种,其中动态负载平衡算法由于其灵活性和处理非规则问题时所具... 详细信息

负载平衡是并行计算中的一个重点研究领域,节点间负载的不平衡会严重影响并行计算的效率。负载平衡算法按照调度时可用资源信息和任务运行状态的即时性可划分为静态和动态两种,其中动态负载平衡算法由于其灵活性和处理非规则问题时所具有的优势逐渐成为研究的热点。时延现象在并行计算环境中是普遍存在的,尤其在分布式存储结构情况下,在动态负载平衡的过程中,并行系统为了保持信息的准确性及实现过量负载的迁移不可避免地要进行大量的通信和传输,在这类过程中均会产生不同程度的时延。时延给准确地收集和管理负载信息带来了困难,很容易引起动态负载平衡算法的一些不稳定的振荡现象,从而严重地影响并行计算的效率。因此,如何有效地分析及减少时延所带来的影响成为动态负载平衡中亟待解决的重要问题之一。针对此情况,本文采用了控制论中的线性时延系统理论对分布式存储结构下的时延动态负载平衡(DDLB:Delay Dynamic Load balancing)系统进行建模和稳定性分析,并以此为依据,通过使用适当的反馈增益来减少时延所带来的影响。首先,针对并行环境下的DDLB系统,本文在前人工作的基础上,提出了一个更贴近实际的频域模型,并在其基础上给出了一个与之等价的异构时域模型。两类模型充分地考虑了实际并行环境下任务的不可划分性和负载队列的非负性,描述了现实环境中影响DDLB系统稳定性的外界干扰因素。同时,负载平衡阈值的引入增加了模型的灵活性,使其能够在负载平衡质量与负载平衡速度之间做出一个符合实际要求的折中。最后,根据控制论中的稳定性理论,本文提出了一些符合实际环境的假设和定义,并在其基础上将所提出的时域模型转换为便于时域分析的标准形式,为后续的理论分析工作奠定基础。其次,针对所提出的频域模型,本文提出了DDLB系统稳定性的充分必要条件。采用了频域分析方法对DDLB系统的同构模型进行稳定性分析,通过laplace变换及一系列矩阵变换推导出系统的传递函数矩阵,并根据Routh-Hurwitz判据,通过分析时DDLB系统的闭环极点得出了系统渐近稳定的充分必要条件,从而找到了时延、系统规模及负载平衡增益之间较为直观的近似关系。同时,在所得出DDLB系统稳定性的充分必要条件的基础上,提出了一种基于局部优化的自适应控制策略,与原有局部优化方法相比,本文所提出的方法在对实际控制增益进行优化调节的同时,还保证了DDLB系统的稳定性,在一定程度上弥补了传统局部优化自适应控制方法的不足,使得本文所提出方法更加接近实际应用。再次,为了清晰地揭示各类时延对动态负载平衡稳定性的影响,本文提出了常数时延条件下DDLB系统稳定性的充分条件。在常数时延情况下采用了时域分析方法对DDLB系统的异构模型进行了稳定性分析。通过选取适当的Lyapunov-Krasovskii泛函,使用Newton-Leibniz公式、Moon不等式及矩阵的Schur补性质得出了系统渐进稳定的充分条件,拓展了分析结果的理论适用范围,并通过引入指数稳定的概念提高系统的收敛速度,所得出结论适用于时延变化较小的动态负载平衡系统。同时,针对时延变化较大的异构动态负载平衡系统,本文提出了时变时延条件下DDLB系统稳定性的充分条件。通过选取适当的Lyapunov-Krasovskii泛函,使用积分的基本性质、Jenssen不等式及矩阵的Schur补性质得出了时变时延情况下系统指数稳定的充分条件,该条件适用于时延在一定区间内变化且其变化率有界的动态负载平衡系统。另外,在上述稳定性分析工作的基础上,本文将几类稳定性条件转换为标准的LMI优化问题,并通过使用Matlab中的LMI工具箱对动态负载平衡系统的理论增益值进行求解。最后,针对实际DDLB系统,本文给出了一种基于多线程的离散事件模拟方法,并其基础上对理论分析中的各类情况进行了模拟验证。实验结果表明,DDLB系统的最优负载平衡增益与传输及通信时延成反比,与系统规模及负载平衡时延成正比,通信、传输时延、系统规模及信息确定化程度对动态负载平衡系统的稳定性均有较大的影响,通过选择适当的划分策略及负载平衡增益可以有效地减少这一类影响。本文所提出的理论与方法对寻找到DDLB系统的最优控制规律、设计时延环境下实用的动态负载平衡算法有指导性意义。

关键词：时延动态负载平衡并行计算分布式存储渐进稳定指数稳定线性矩阵不等式离散事件模拟

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