專利名稱：：交互式網(wǎng)格系統(tǒng)中基于期權(quán)定價模型調(diào)度算法的實現(xiàn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：交互式網(wǎng)格系統(tǒng)中基于期權(quán)定價模型調(diào)度算法屬于分布式技術(shù)與系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是在涉及到任務(wù)調(diào)度領(lǐng)域和存在大量人為操作的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：隨著M絡(luò)技術(shù)和分布式技術(shù)的不斷發(fā)展，軟硬件資源的整合和分配的重要性日益凸現(xiàn)。隨著網(wǎng)格技術(shù)研究的深入，以及軟件用戶界面的友好性日益增強、可視化功能的普遍應(yīng)用，單一的命令行式網(wǎng)格技術(shù)已經(jīng)不能滿足當前用戶對軟硬件資源的使用要求，急需對下一代交互式網(wǎng)格技術(shù)進行研究和應(yīng)用。下一代交互式網(wǎng)格技術(shù)，主要是指在應(yīng)用網(wǎng)格技術(shù)解決資源分配與調(diào)度的過程中，應(yīng)用可視化的圖形界面為使用者提供友好的用戶界面，并充分考慮到操作者的參與程度和參與頻率，將網(wǎng)格系統(tǒng)和可視化的資源分配與整合結(jié)合起來。從應(yīng)用出發(fā)，徹底改變以往網(wǎng)格系統(tǒng)中用戶界面不夠友好，對圖形化軟件支持不夠的弊端。從交互式網(wǎng)格技術(shù)的定義來看，其主要有以下兩大特有的特點一是圖形化的用戶交互界面，二是任務(wù)運行過程中存在大量人為操作的干預(yù)。圖形化的用戶交互界面，在調(diào)度的過程中增加了帶寬、數(shù)據(jù)遷移和計算能力等幾個參考指標；任務(wù)運行中的人為干預(yù)，是交互式網(wǎng)格區(qū)別已有網(wǎng)格系統(tǒng)的最大特點，在交互式網(wǎng)格系統(tǒng)使用中，用戶采用交互式的使用方法隨時對當前系統(tǒng)的運行過程、運行狀態(tài)及任務(wù)的執(zhí)t丁加以修改。由于交互式網(wǎng)格存在以上兩個特有的特點，其對調(diào)度算法及實現(xiàn)的要求也較傳統(tǒng)式網(wǎng)格更高，傳統(tǒng)的網(wǎng)格調(diào)度算法已經(jīng)無法滿足交互式系統(tǒng)的調(diào)度需求，急需研究并實現(xiàn)一種新的調(diào)度算法來解決交互式網(wǎng)格中資源和任務(wù)的調(diào)度問題。解決交互式網(wǎng)格中的調(diào)度問題，關(guān)鍵在兩方面一是如何衡量資源的價值和任務(wù)的價值，相當于一個定價問題；二是如何將資源與任務(wù)進行匹配，對應(yīng)一個選擇問題。引入經(jīng)濟學方法，利用成熟的定價模型對資源的價值進行定價，是解決衡量資源價值的一個解決方案；利用市場模型，通過模擬有人為參與的市場交易過程，使選擇的過程更貼近丁交互式網(wǎng)格中人為參與的任務(wù)調(diào)度。在具體應(yīng)用經(jīng)濟學方法之前，必須要說明布萊克-斯科爾斯期權(quán)定價模型和非理性市場理論符合交互式網(wǎng)格的需求。布萊克-斯科爾斯期權(quán)定價模型的適用性。期權(quán)是一種金融衍生品和約，它賦予和約持有者一種權(quán)利能夠在未來某一特定時間或特定時期內(nèi)，按協(xié)定的價格，買入或是賣出某種特定商品。期權(quán)適用于在未來一定時間內(nèi)，圍繞一個特定價格進行波動的證券的估價，通過應(yīng)用期權(quán)的概念可以在一定程度上剔除波動性，用一個恒定的價格來表示潛在波動性可能產(chǎn)生的影響。布萊克-斯科爾斯期權(quán)定價模型是經(jīng)典的期權(quán)定價模型，核心思想就是對余融期權(quán)的估價，精髓在于降低由于不確定性所付出的成本。交互式網(wǎng)格中任務(wù)的特點就是有人參與的圖形化交互式操作，圖形化軟件本身的運行資源消耗的不確定性，尤其是人為參與的因素的影響，使其對資源的需求有極大的波動性，而這種波動性以一個軟件推薦資源配置為平均值。如果只按照其中某個時點進行調(diào)度評估，或者不考慮波動性，僅以其推薦資源配置為標準進行調(diào)度都會由于波動性的存在而導(dǎo)致系統(tǒng)負載不均衡，即波峰和波谷的出現(xiàn)，進而影響系統(tǒng)的調(diào)度和運行效率。綜合交互式網(wǎng)格的任務(wù)資源的波動性，以及期權(quán)的概念和特點，一方面是具有波動性，另一方面是抹平波動性所帶來的影響，可以說期權(quán)尤其是布萊克-斯科爾斯期權(quán)定價模型非常適合交互式網(wǎng)格的任務(wù)調(diào)度。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>C'u---當前看漲期權(quán)價格s。-一當前股票價格N(d)-標準正態(tài)分布小于d的概率X-~-執(zhí)行價格e--一自然對數(shù)的底r-一-無風險利率T--一期權(quán)到期時間In-—自然對數(shù)函數(shù)cr一一股票連續(xù)復(fù)利的年收益率標準差布萊克-斯科爾斯期權(quán)定價計算公式本調(diào)度軟件，借鑒該模型在期權(quán)定價屮的成功應(yīng)用，通過將經(jīng)濟學的概念和計算方法引入到計算機系統(tǒng)調(diào)度中來，利用現(xiàn)有的系統(tǒng)參數(shù)，通過計算機意義和經(jīng)濟學意義上的映射關(guān)系，得出對未來某一時點上系統(tǒng)可能的運行參數(shù)。進而用于作為下一步選擇的標的物和參考標準。非理性市場理論的適用性。市場交易是一種對資源進行配置的最佳方式，其通過市場參與個體按照一定的價格對市場交易物做出的獨立交易決策，應(yīng)用群體選擇的效果達到資源的最優(yōu)配置。市場理論的提出是來自日常生活中經(jīng)驗的總結(jié)，是一套針對眾多人為參與決策過程的提煉和抽象，并且經(jīng)過驗證在有人為決策參與的資源分配和調(diào)度中擁有良好的表現(xiàn)。市場的特點和針對性主要包括市場具有能做出獨立決策的參與者，市場上有可供交易的交易物，市場交易物的價格可以確定的衡量。市場理論的發(fā)展經(jīng)過幾個過程，從最初的自由市場，經(jīng)過理性市場到非理性市場的一個轉(zhuǎn)變。非理性市場理論，是二十世紀九十年代提出的一種對市場理論的深化和發(fā)展。非理性市場理論認為，在市場的參與者中存在眾多非理性的選擇因素，在某些特殊的階段，甚者顯現(xiàn)為整個市場的非理性決策和行為方式。非理性因素是指，才市場參與者參與市場交易的過程中，由于一些場外因素的影響，參與者會做出一種與其利益不相符的決策并采取與之利益矛后的行為方式，尤其是在金融交易市場上(如股票、期貨、期權(quán)、外匯等)顯得尤為明顯。交互式網(wǎng)格中的任務(wù)由于有大量的人為決策因素在里面，且每個人為決策都具有獨立性，使其具備了應(yīng)用市場理論進行調(diào)度的獨立決策人參與條件；在這個市場中，進行調(diào)度的任務(wù)和參與分配的資源可以作為市場交易的交易物；通過應(yīng)用布萊克-斯科爾斯期權(quán)定價模型，對任務(wù)調(diào)度中任務(wù)和資源有一個合理的"估價"，從而具備/在市場上交易的價格可以確定衡量的條件，以及由于"價格"的出現(xiàn)系統(tǒng)可以按照價格系統(tǒng)中價格高低的理論確定市場交易的理性決策方式和非理性決策方式。i:述三條，證明交互式網(wǎng)格中任務(wù)調(diào)度可以采用市場交易的方式進行。非理性市場理論是對市場理論的擴展，使其模擬過程更接近十真實的市場交易過程，故可以在此應(yīng)用非理性市場理論模擬市場交易的過程，進行交互式網(wǎng)格中任務(wù)的調(diào)度和選擇。非理性市場交易模型。非理性市場是指市場交易過程中有一定比例的參與者不按照理性的市場邏輯進行市場操作，而相當大比例的參與者按照符合市場邏輯的思維進行操作所形成的交易市場。非理性市場交易模型，就是一個模擬這樣非理性市場的交易模型。該模型的三個關(guān)鍵參數(shù)是市場的理性選擇方式、市場的非理性選擇方式和市場的理性程度。*市場的理性選擇方式是指，在市場處于理性的狀態(tài)下，市場的參與者按照何種邏輯順其中:公式1序?qū)κ袌鼋灰桩a(chǎn)品及其價格進行選擇。在本調(diào)度軟件中市場的理性選擇方式是按照標的物價格從低到高的順序選擇。這種方式符合一般市場交易中，購買者的行為和思維規(guī)范。市場的非理性選擇方式是指，市場中非理性的選擇人采用何種的順序?qū)κ袌鼋灰桩a(chǎn)品及其價格進行選擇。在本調(diào)度軟件屮市場的非理性選擇方式是采用隨機選取的方式實現(xiàn)的。這種方式符合市場交易非理性購買者的沖動購買行為，及選擇上的隨機性。市場的理性程度是指，市場的全體參與者中有多大比例的人采取理性的選擇方式，多達比例的人采用非理性的選擇方式。這個參數(shù)是劃分市場是整體理性市場還是整體非理性市場的一個分界線。在本調(diào)度軟件中市場的理性程度是按照0.2的比例選取的，就是說，市場交易者中有80%的交易者是理性的交易者，他們X用的是標的價格從高到低的順序選取交易標的物；20%的交易者是非理性的交易者，他們采用的是隨機的方式選取交易標的物。針對交互式網(wǎng)格資源分配和任務(wù)調(diào)度的特點，參考已有的傳統(tǒng)調(diào)度方法和被廣泛使用的經(jīng)濟學的理論模型，提出并實現(xiàn)了交互式網(wǎng)格中基于期權(quán)定價模型的調(diào)度算法布萊克-斯科爾斯期權(quán)定價模型(簡稱BS模型)，是由布萊克和斯科爾斯于1973年提出的期權(quán)定價模型，并于1997年獲得諾貝爾經(jīng)濟學獎。BS模型是建立在統(tǒng)計學的基礎(chǔ)上，充分考慮證券價格的波動率和一段時間內(nèi)變化的不確定性，得出的一種衡量在未來某一固定時刻獲得預(yù)期收益所需要付出的當前價格的經(jīng)濟學模型。其特點是解決了如何用當前的價值來表示某一證券在一段時間后的價值，并且該證券在未來的一段時間內(nèi)，具有在一定范圍內(nèi)進^不確定波動性的特性。BS模型的計算公式如公式1布萊克-斯科爾斯期權(quán)定價計算公式所
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種解決交互式網(wǎng)格中任務(wù)調(diào)度的方法，以便為交互式網(wǎng)格的大規(guī)模應(yīng)用提供一種基礎(chǔ)的支持。本發(fā)明針對交互式網(wǎng)格的特點，引入經(jīng)濟學中期權(quán)的定價模型和市場模型，對有大量人為參與的任務(wù)進行調(diào)度提供解決方案。交互式網(wǎng)格系統(tǒng)中基丁期權(quán)定價模型的調(diào)度方法，其特點在于，該方法是在由數(shù)據(jù)屮心、多個自治域、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)入口以及虛擬總線構(gòu)成的交互式網(wǎng)格系統(tǒng)中依次按以下步驟實現(xiàn)的歩驟(1)系統(tǒng)初始化在各自治域中，各個軟件服務(wù)器中建立如下的注冊格式，其中的數(shù)據(jù)項分別為VGIP-SIP:是由每個自治域中的虛擬網(wǎng)關(guān)的IP和每個軟件服務(wù)器的域內(nèi)IP組和而成的一個單一的軟件服務(wù)器的id，是一個訪問該軟件服務(wù)器的一個地址格式；Systemlnfo:是軟件服務(wù)器信息，內(nèi)容包括該軟件服務(wù)器當前CPU負載、內(nèi)存占用率、網(wǎng)絡(luò)負載占用率和以上三個參數(shù)在內(nèi)的標有采集時間的網(wǎng)格內(nèi)存空間資源；Softwarelnfo:含有該軟件服務(wù)器能提供的軟件的軟件名稱和版本號；在每個自治域內(nèi)建立各個軟件服務(wù)器和虛擬網(wǎng)關(guān)的聯(lián)系，以及一個本地數(shù)據(jù)緩存和該虛擬網(wǎng)關(guān)的聯(lián)系；在交互式網(wǎng)格系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)入口內(nèi)，建立網(wǎng)格服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間的聯(lián)系；在數(shù)據(jù)中心內(nèi)，建立調(diào)度軟件服務(wù)器和邊界網(wǎng)關(guān)之間的聯(lián)系，以及該邊界網(wǎng)關(guān)和各用戶數(shù)據(jù)集中存儲服務(wù)器之間的聯(lián)系，還要建立邊界網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)庫備份服務(wù)器之間的聯(lián)系；在交互式網(wǎng)格系統(tǒng)內(nèi)部，建立數(shù)據(jù)中心內(nèi)的調(diào)度軟件服務(wù)器和各個自治域內(nèi)的本地數(shù)據(jù)本地緩存器之間的聯(lián)系，以及該調(diào)度軟件服務(wù)器和所述網(wǎng)絡(luò)入口中的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之問的聯(lián)系；在數(shù)據(jù)中心的調(diào)度軟件服務(wù)器內(nèi)建立調(diào)度模塊，其中含有基于布萊克-斯科爾斯期權(quán)定價模型計算公式的系統(tǒng)資源價格定價計算公式，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>C。:資源價格《,:當前可獲得的資源數(shù)X:任務(wù)推薦資源使用量，已知值T:任務(wù)執(zhí)行時間段，初始化有任務(wù)指定其中r:某臺主機空余資源量和平均資源量之比cr:空余資源量的標準差N(叱)標準正態(tài)分布小于d,的概率N(d2):標準正態(tài)分布小于(12的概率在用戶設(shè)定的期權(quán)期間T-TimeSpan內(nèi)，計算資源價格的公式T'=(rIr)<77騰,"，TimeSpan>T}T為所述任務(wù)執(zhí)行時間段，i=l，2……I，由用戶設(shè)定；77we5"pa—T;+1,,Z77OTeSjDa-巧+1其中^時間段的內(nèi)存空間資源價格；e0:,時間段的內(nèi)存空間資源價格；『/:^時間段的資源價格之權(quán)重用戶進行非理性市場選擇時投資收益率ROI的計算公式當前可獲得資源數(shù)—資源價格用非理性市場調(diào)度后的市場理性系數(shù)r:r=r—(r在(Tl間波動)r為調(diào)整系數(shù)，"2自治域內(nèi)負載超過80%的軟件服務(wù)器個數(shù)"2:自治域內(nèi)負載少于20%的軟件服務(wù)器個數(shù)步驟(2)每個自治域中的虛擬網(wǎng)關(guān)把本自治域內(nèi)各軟件服務(wù)器的注冊數(shù)據(jù)按歩驟(1)所述的注冊格式發(fā)往系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)入口內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器注冊，并存入網(wǎng)絡(luò)入口內(nèi)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，同時把各自軟件服務(wù)器的注冊數(shù)據(jù)存入個自治域中的本地數(shù)據(jù)緩存器；步驟(3)當每一個任務(wù)的到達網(wǎng)絡(luò)入口中的調(diào)度軟件服務(wù)器后，該調(diào)度軟件服務(wù)器便從各自治域的本地數(shù)據(jù)緩存器中調(diào)取系統(tǒng)內(nèi)各自治域中軟件服務(wù)器的內(nèi)存空間資源信息，分析這些信息是否是在設(shè)定的時間段內(nèi)的，信息時間單位為分鐘，如果是則進入步驟(5)，否則，進入步驟(4);步驟(4)從系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)入口的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中重新獲得系統(tǒng)內(nèi)存空間資源信息，轉(zhuǎn)入歩驟(5);步驟(5)在步驟(3)中的調(diào)度軟件服務(wù)器根據(jù)在步驟(3)或步驟(4)中得到的系統(tǒng)當前內(nèi)存空間資源計算當前可獲得資源數(shù)S。、某臺軟件服務(wù)器空余資源量和當前系統(tǒng)平均空余資源量的比例、以及空余資源量的標準差"，根據(jù)這些參數(shù)及己知的由任務(wù)給定的任務(wù)執(zhí)行時間段T、任務(wù)推薦的內(nèi)存空間資源使用量X計算當前資源價格^;步驟(6)在用戶設(shè)定的期權(quán)期間T^TimeSpan，以及T'eT"=''2'…"、十算加權(quán)資源價格^;歩驟(7)所示調(diào)度軟件服務(wù)器對當前內(nèi)存空間資源按照內(nèi)存空間資源價格式加權(quán)內(nèi)存空間資源價格，選擇出適合任務(wù)需求的內(nèi)存空間資源，加入到合格資源隊列中等待調(diào)度，若合格內(nèi)存空間的數(shù)量等于0，則轉(zhuǎn)入步驟(3);步驟(8)調(diào)度軟件服務(wù)器計算各個加權(quán)時間段T',的內(nèi)存空間資源價格eo/和^,及相應(yīng)的投資收益率ROI,供調(diào)度使用；步驟(9)每個歩驟(3)中所述的設(shè)定的時間間隔計算市場理性系數(shù)r=r一，在重復(fù)步驟(8)，供用戶做非理性選擇的使用。所述的交互式網(wǎng)格系統(tǒng)中基于期權(quán)定價模型的調(diào)度方法，其特征在于，在所述的eT屮,i=1,2,3,1=1'T2=2，T3"°系統(tǒng)環(huán)境單機節(jié)點硬件環(huán)境1GHzCPU,512M內(nèi)存，1G硬盤，10M網(wǎng)絡(luò)帶寬軟件環(huán)境LinuxRedHatF3系統(tǒng)，JavaSDK1.5-04環(huán)境，Tomcat5.5容器像網(wǎng)絡(luò)環(huán)境系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)入口節(jié)點l個系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫節(jié)點2個自治域系統(tǒng)3個域內(nèi)軟件服務(wù)器節(jié)點4個/自治域和其他調(diào)度方法比較*對比調(diào)度方法1.加權(quán)輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法加權(quán)輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，是在輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法的基礎(chǔ)上，加入當前系統(tǒng)的狀態(tài)信息參數(shù)，生成有一定權(quán)值和優(yōu)先級的加權(quán)輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法。2.統(tǒng)計隨機調(diào)度算法統(tǒng)計隨機調(diào)度算法，是在隨機調(diào)度算法的基礎(chǔ)上，統(tǒng)計過往一段時間里系統(tǒng)的狀態(tài)信息，并基于統(tǒng)計值計算出隨機調(diào)度中各個服務(wù)器的比重。*對比指標1.延遲率均值延遲率均值是指在一定的統(tǒng)計參數(shù)下，平均的延遲率。延遲率，使用任務(wù)隊列總的延遲時間除以隊列理論完成吋間。延遲率均值指標，用于比較各個調(diào)度算法在性能上的優(yōu)劣，性能較好的調(diào)度算法在延遲上較少，反之延遲較多。2.波動方差波動方差，是一個統(tǒng)計學上的概念。主要用戶衡量一種指標的穩(wěn)定性，是否存在一個較大的波動。在這里，用波動性方差衡量調(diào)度算法在執(zhí)行調(diào)度過程中，所具有的穩(wěn)定性。相應(yīng)的波動方差越小，波動性越小，性能越穩(wěn)定。*對比參數(shù)1.時間序列時間序列選取一段時間上的時間點，按照運行時間從短到長的順序排列，分別統(tǒng)計各個時間點上的性能指標。在這単.選擇13個時間點U，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12,13，26，39，52}，代表短期到長期的一個過程。2.負載序列負載序列是指，在某一個時點上最多到達的任務(wù)數(shù)與服務(wù)器數(shù)量的比值。以0.2為例，代表在某一個時點上，如果有10臺服務(wù)器提供服務(wù)，最多有10*0.2=2個任務(wù)到達。由于每個任務(wù)都有一定的運行周期，故系統(tǒng)的負載不能達到1。在這里，選擇{0.2，0.3，0.4,0.5，0.6，0.7}作為比較的序列。*實驗數(shù)據(jù)分析1.時間序列性能對比圖(圖3)從該圖上，可以看出在整個時間序列內(nèi)，期權(quán)市場模型的性能除個別點外，一直好于其他兩種調(diào)度算法。而且總體上，期權(quán)市場模型在超短期和中長期的性能要遠遠好于其他兩種算法。這一特征反映了，算法良好的資源分配能力和自我調(diào)整適應(yīng)的能力。2.負載序列性能對比圖(圖4)從該圖上，可以看出無論在何種負載情況下，期權(quán)市場模型的平均性能均好于其他兩種算法。并在負載為0.6的地方出現(xiàn)峰值，說明期權(quán)市場模型算法不適合運行在負載為0.6的情況下。相比之下，加權(quán)統(tǒng)計隨機模型對負載的增加在性能上一直呈現(xiàn)下降的趨勢，說明其對負載變化的敏感程度最高。3.時間序列波動性對比圖(圖5)從該圖上，可以看出在短期內(nèi)(采樣周期為前12個周期)，三種調(diào)度算法在波動性上差距不明顯，總體波動性均不大。但從第13個采樣點開始，三個調(diào)度算法在波動性上的差距逐漸顯現(xiàn)出來。依次為期權(quán)市場模型〈加權(quán)輪轉(zhuǎn)模型〈加權(quán)統(tǒng)計隨機模型。從此可以看出，期權(quán)市場模型在中長期的調(diào)度過程中有著非常良好的表現(xiàn)，呈現(xiàn)出穩(wěn)定的調(diào)度性能。并沒有隨著時間的變化擴大調(diào)度性能的波動性。4.負載序列波動性對比圖(圖6)從該圖上，可以看出在不同的負載狀態(tài)下，期權(quán)市場模型的波動率變化不大，整體的調(diào)度性能趨于穩(wěn)定。相反，在負載序列中性能略遜于期權(quán)市場模型的加權(quán)統(tǒng)計隨機模型波動率很大，整體的調(diào)度性能隨著負載的變化產(chǎn)生巨大的波動。綜合上面四幅圖的情況，我們可以看出，就時間序列而言，期權(quán)市場模型在中長期顯示出很好的調(diào)度性能和穩(wěn)定性。在三種算法中，居于第一位。就負載序列而言，期權(quán)市場模型的性能在各個負載采樣點上均好于與之相比較的其他兩種調(diào)度算法。同時，在波動性上，期權(quán)巿場模型沒有顯示出和加權(quán)統(tǒng)計隨機模型一樣的發(fā)福波動性，整體趨于穩(wěn)定?？傮w上表現(xiàn)出很好的性能和穩(wěn)定性。由此得出，無論從時間序列的諱度上看，還是從負載序列的諱度上看，期權(quán)市場模型都表現(xiàn)出很好的性能和穩(wěn)定性。圖1:交互式網(wǎng)格系統(tǒng)構(gòu)架圖。圖2:交互式網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度執(zhí)行流程框圖。圖3:時間序列性能對比圖BSM調(diào)度方法,^""^DWR調(diào)度方法，▲DSR調(diào)度方法。圖4:負載序列性能對比圖BSM調(diào)度方法，~"DWR調(diào)度方法，▲DSR調(diào)度方法。圖5:時間序列波動性對比圖BSM調(diào)度方法，"-IH-""DWR調(diào)度方法，▲DSR調(diào)度方法。圖6:負載序列波動性對比圖BSM調(diào)度方法，■DWR調(diào)度方法，▲DSR調(diào)度方法。具體實施例方式該算法的調(diào)度和實現(xiàn)均是基于交互式網(wǎng)格系統(tǒng)。交互式網(wǎng)格系統(tǒng)，從構(gòu)架上看可以分為四個部分(如圖l所示)，四個模塊的主要功能包括*系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)入口提供友好用戶界面的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器*軟件自治域系統(tǒng)包括提供圖形化的交互式軟件服務(wù)器、本地數(shù)據(jù)緩存和虛擬網(wǎng)關(guān)，在物理上獨立成為一個自治域系統(tǒng)的一些服務(wù)器*數(shù)據(jù)中心包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫備份服務(wù)器、用戶數(shù)據(jù)集中存儲服務(wù)器虛擬總線以上各個模塊間通過虛擬總線和網(wǎng)關(guān)相互連接，形成一個可動態(tài)加入和離開的網(wǎng)格系統(tǒng)。同時，通過總線的管理實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全。調(diào)度執(zhí)行流程該算法在運行上，分為兩個部分執(zhí)行。首先是在系統(tǒng)啟動階段，調(diào)度方法在系統(tǒng)中執(zhí)行初始化操作；其次，在系統(tǒng)完成啟動之后，針對每個任務(wù)到達，系統(tǒng)自動運行個任務(wù)調(diào)度流程。這兩部分的詳細執(zhí)行步驟如下1.初始化系統(tǒng)初始化的過程包括自治域系統(tǒng)的初始化和系統(tǒng)狀態(tài)的初始化兩部分。a)自治域系統(tǒng)初始化自治域系統(tǒng)首先要啟動運行軟件服務(wù)器節(jié)點，并且初始化虛擬網(wǎng)關(guān)和虛擬總線，建立系統(tǒng)各個模塊間的聯(lián)系。啟動軟件服務(wù)器節(jié)點，并按照如下數(shù)據(jù)格式向系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行注冊。注冊格式VGIP—SIPSystemlnfoSofwarelnfo*VGIP-SIP:用組合虛擬網(wǎng)關(guān)IP和軟件服務(wù)器域內(nèi)IP的方式，確定一個單一的軟件服務(wù)器ID，同時這個ID也可以稱為訪問該服務(wù)器的一個地址指示。*Systemlnfo:發(fā)送軟件服務(wù)器的基本信息，包括當前CPU負載、內(nèi)存占用率、網(wǎng)絡(luò)帶寬占用率和以上三個參數(shù)的標準值*Softwarelnfo:發(fā)送當前軟件服務(wù)器上可以提供軟件的軟件名和版本號b)系統(tǒng)狀態(tài)初始化啟動部署在軟件服務(wù)器節(jié)點上的注冊程序，將當前節(jié)點的運行狀態(tài)匯報給系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；調(diào)度軟件，通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器收集當前系統(tǒng)狀態(tài)信息，并初始化期權(quán)定價模型參數(shù)和非理性市場參數(shù)；系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度流程系統(tǒng)調(diào)度流程就是按照一定步驟運行調(diào)度算法，從眾多軟件服務(wù)器節(jié)點中選擇一個比較適合的節(jié)點為仟務(wù)提供服務(wù)。任務(wù)調(diào)度流程，分為三大步驟、包括a)參數(shù)收集與整理階段b)期權(quán)價格計算階段c)非理性市場模擬階段在應(yīng)用布萊克-斯科爾斯期權(quán)定價模型和非理性市場理論解決交互式網(wǎng)格調(diào)度問題之前，首先要將模型中的經(jīng)濟學概念映射到軟件系統(tǒng)中對應(yīng)的參數(shù)。表1布萊克-斯科爾斯期權(quán)定價模型映射表列出了二者的映射關(guān)系<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表1布萊克-斯科爾斯期權(quán)定價模型映射表布萊克-斯科爾斯模型的適用性改進。布萊克-斯科爾斯模型是對未來某一個時間點期權(quán)價值的評估，而不是對一個時間段的預(yù)測，相比之下任務(wù)的運行終止時間由于人為的參與是不可預(yù)測的，單一固定的時間點不符合對任務(wù)調(diào)度的要求。因此，在使用布萊克-斯科爾斯期權(quán)定價模型之前，首先需要將固定時點期權(quán)計算轉(zhuǎn)化成時間段的期權(quán)計算。采用的是加權(quán)平均的方法進行擴展。加權(quán)平均是對一段時間內(nèi)，某幾個時間點進行采樣，計算各個采樣點上的期權(quán)價格；再按照時間點對應(yīng)的時長所占時間段的比例分別計算其權(quán)值，利用上述的采樣計算方式進行加權(quán)平均，獲得加權(quán)價格作為最終的交易價格進行調(diào)度。綜上，系統(tǒng)采用的是一種改進的加權(quán)布萊克-斯科爾斯期權(quán)定價模型。計算加權(quán)期權(quán)價格分為兩個主要步驟計算各個資源在某個時點的期權(quán)價格；計算加權(quán)期權(quán)價格。相對應(yīng)的計算公式如公式2和公式3所示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>公式2布萊克-斯科爾斯期權(quán)定價計算公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>非理性市場模擬的實現(xiàn)非理性市場模擬中，重點要確定兩個市場參數(shù)市場理性選擇方式和市場理性程度，以及市場本身的一個基本要素，市場準入方式。市場的理性選擇方式，按照價格理論，投資回報率從高到底的順序選擇交易對象進行交易，投資回報率按照當前資源預(yù)期消耗量和資源期權(quán)價格的商來確定，如公式4所示。市場的非理性選擇方式，市場的交易者在所有參與交易的人中，隨機選擇交易對象進行交易。市場在選擇過程中，動態(tài)的調(diào)整理性程度值，初始理性程度為0.2，即在市場中有20%的非理性交易者按照隨機的方式選擇交易對象，其余80%的交易者按照投資回報率從高到低的理性選擇方式選擇交易對象。市場理性程度滿足在01的范圍內(nèi)波動，每隔15分鐘，進行一次調(diào)整，調(diào)整方式依照如下分別計算出當前及系統(tǒng)中負載超過80%的機器數(shù)量巧和小于20%的數(shù)量"2，按照公式5計算出市場理性調(diào)整比例卩，并在當前市場理性系數(shù)的基礎(chǔ)上，按照調(diào)整比例加以調(diào)整，如公式6所示。綜上，通過公式4至公式6可以確定非理性市場的運行參數(shù)。市場的準入方式，是對市場中參與交易人員的一種資格認證，在交互式網(wǎng)格的任務(wù)調(diào)度算法的實現(xiàn)里主要市場準入標準是對價格的要求，任何參與者其資源的價格是正整數(shù)，也就是說，不能出現(xiàn)資源價格衡量為負或零的情況，同樣對參與調(diào)度的任務(wù)，其期權(quán)價格同樣不能為負，但可以為零。當前可獲得資源數(shù)—資源價格公式4投資收益率計算公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>公式5市場理性程度調(diào)整系數(shù)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>公式6調(diào)整后的市場理性系數(shù)權(quán)利要求1、交互式網(wǎng)格系統(tǒng)中基于期權(quán)定價模型的調(diào)度方法，其特點在于，該方法是在由數(shù)據(jù)中心、多個自治域、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)入口以及虛擬總線構(gòu)成的交互式網(wǎng)格系統(tǒng)中依次按以下步驟實現(xiàn)的步驟(1)系統(tǒng)初始化在各自治域中，各個軟件服務(wù)器中建立如下的注冊格式，其中的數(shù)據(jù)項分別為VGIP-SIP是由每個自治域中的虛擬網(wǎng)關(guān)的IP和每個軟件服務(wù)器的域內(nèi)IP組和而成的一個單一的軟件服務(wù)器的ID，是一個訪問該軟件服務(wù)器的一個地址格式；SystemInfo是軟件服務(wù)器信息，內(nèi)容包括該軟件服務(wù)器當前CPU負載、內(nèi)存占用率、網(wǎng)絡(luò)負載占用率和以上三個參數(shù)在內(nèi)的標有采集時間的網(wǎng)格內(nèi)存空間資源；SoftwareInfo含有該軟件服務(wù)器能提供的軟件的軟件名稱和版本號；在每個自治域內(nèi)建立各個軟件服務(wù)器和虛擬網(wǎng)關(guān)的聯(lián)系，以及一個本地數(shù)據(jù)緩存和該虛擬網(wǎng)關(guān)的聯(lián)系；在交互式網(wǎng)格系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)入口內(nèi)，建立網(wǎng)格服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間的聯(lián)系；在數(shù)據(jù)中心內(nèi)，建立調(diào)度軟件服務(wù)器和邊界網(wǎng)關(guān)之間的聯(lián)系，以及該邊界網(wǎng)關(guān)和各用戶數(shù)據(jù)集中存儲服務(wù)器之間的聯(lián)系，還要建立邊界網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)庫備份服務(wù)器之間的聯(lián)系；在交互式網(wǎng)格系統(tǒng)內(nèi)部，建立數(shù)據(jù)中心內(nèi)的調(diào)度軟件服務(wù)器和各個自治域內(nèi)的本地數(shù)據(jù)本地緩存器之間的聯(lián)系，以及該調(diào)度軟件服務(wù)器和所述網(wǎng)絡(luò)入口中的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間的聯(lián)系；在數(shù)據(jù)中心的調(diào)度軟件服務(wù)器內(nèi)建立調(diào)度模塊，其中含有基于布萊克-斯科爾斯期權(quán)定價模型計算公式的系統(tǒng)資源價格定價計算公式，C0＝S0N(d1)-Xe-rTN(d2)2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的交互式網(wǎng)格系統(tǒng)中基于期權(quán)定價模型的調(diào)度方法，其特征在于，在所述白勺r)eT'屮,i=1，2,3，T，'=l，T;-2,T;=4。全文摘要交互式網(wǎng)格中基于期權(quán)定價模型的調(diào)度方法屬于計算機分布式系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
，其特征在于把BS期權(quán)定價模型和非理性市場選擇應(yīng)用于交互式網(wǎng)格系統(tǒng)，用資源定價模型來評價各自治域中軟件服務(wù)器的運行狀態(tài)，對內(nèi)存空間資源做出評價并篩選，同樣，以一個表征軟件服務(wù)器內(nèi)存狀態(tài)的期權(quán)來動態(tài)的評價各時間段的內(nèi)存空間資源價格及相應(yīng)的投資收益率，以市場理性參數(shù)為參考，供用戶對不同的任務(wù)進行篩選。仿真分析證明本方法無論從時間分析性能，還是負載分析性能與其它方法相比有很好的調(diào)度平均性能和資源分配的安全性和經(jīng)濟性。文檔編號G06F9/46GK101098255SQ20071009959公開日2008年1月2日申請日期2007年5月25日優(yōu)先權(quán)日2007年5月25日發(fā)明者博曹,楊廣文,武永衛(wèi)申請人:清華大學