On Peer-Assisted Data Dissemination in Data Center Networks: Analysis and Implementation简

Data Center Networks （DCNs） are the fundamental infrastructure for cloud computing. Driven by the massive parallel computing tasks in cloud computing, one-to-many data dissemination becomes one of the most important traffic patterns in DCNs. Many architectures and protocols are proposed to meet this demand. However, these proposals either require complicated configurations on switches and servers, or cannot deliver an optimal performance. In this paper, we propose the peer-assisted data dissemination for DCNs. This approach utilizes the rich physical connections with high bandwidths and mutli-path connections, to facilitate efficient one-to-many data dissemination. We prove that an optimal P2P data dissemination schedule exists for FatTree, a specially- designed DCN architecture. We then present a theoretical analysis of this algorithm in the general multi-rooted tree topology, a widely-used DCN architecture. Additionally, we explore the performance of an intuitive line structure for data dissemination. Our analysis and experimental results prove that this simple structure is able to produce a comparable performance to the optimal algorithm. Since DCN applications heavily rely on virtualization to achieve optimal resource sharing, we present a general implementation method for the proposed algorithms, which aims to mitigate the impact of the potentially-high churn rate of the virtual machines.     

基于数字孪生的物流配送调度优化

为了实现对物流配送过程的远程运维,达到真正的物流配送实时状态透明化,提出基于数字孪生(digital twins,DT)的物流配送调度系统.基于数字孪生基本概念,构建了物流配送数字孪生五维结构模型及数字孪生驱动下的物流配送系统整体框架.考虑到实际配送中物资常常无法按时送达,建立带有软时间窗的数学模型,并设计相应的算法内核对数学模型进行求解.最后,结合实例利用Plant Simulation仿真软件建立与现实物流配送完全映射的3D模型,借助配送过程实时数据,实现对物理空间的精确模拟和优化仿真.通过与传统物流配送优化仿真方法对比,验证了基于数字孪生的物流配送调度优化方法能够有效解决配送过程中由车况或路况出现的扰动所带来的影响,实现更优的物流配送.     

时间相关的单机排序的最坏竞争比分析

本文研究了工件的加工时间具有开工时间和加工所在位置相关的单机排序问题.工件的加工时间是序列中加工所在的位置和开工时间的非增函数,目标函数为最小化的误工工件个数和最小化总误工.本文对于所研究的2个目标函数利用Moore-Hodgson算法和EDD规则分别提出的启发式算法,对于目标函数位误工工件个数情形给出了最坏竞争比近似于2,最小化总误工给出非常数的最坏竞争比.进一步如果工件的加工时间和工期具有一致关系,分别给出了2个多项式时间算法.     

Moore-Hodgson算法最优性的新证明

经典排序论中使误工工件的个数为最少的单台机器排序问题,简称为误工问题,是排序论中最基本的问题之一。著名的Moore-Hodgson算法可以在时间O(nlogn)内得到误工问题的最优解。虽然经过改进,然而Moore-Hodgson算法最优性的证明仍然非常复杂。本文给出Moore-Hodgson算法最优性的一个非常简洁的新的证明。由于误工问题在排序论里的重要性,本文给出的新的证明在理论上是有重要意义的,是可以为排序论的专著和教材所采纳的。此外,对于推广的误工问题,例如,某些工件必须不误工的排序问题,或者工件的就绪时间不相同、但是与交货期有"一致性"关系的排序问题,或者工件的加工时间与工件的权有反向"一致性"关系的排序问题等,也可能有简洁的证明。     

极小化加权完工时间和的调度问题

讨论目标函数为极小化加权完工时间和的调度问题·对于这类问题,平行机问题是NP 难的·基于对问题的分析,对工件的加工时间相等的恒速平行机问题,给出了多项式最优算法·Openshop问题是强NP 难的·给出了工序的加工时间相等的无等待Openshop问题与工件的加工时间相等的同速平行机问题的联系·根据这种联系,对工序的加工时间相等的无等待Openshop问题,给出了多项式最优算法·算法的复杂性均为O(nlogn mn)·     

基于抢占阈值的嵌入式实时数据库事务调度

提出了一种嵌入式实时数据库事务处理模型，把抢占阈值应用到固定优先级可抢占的实时事务调度之中，并提出了一种冲突避免的实时事务并发控制协议，使实时事务调度和并发控制高度集成，降低了系统的事务管理开销．通过事务的可调度性分析，给出了可行的调度模型应具备的条件和相应调度参数的分配算法．     

单装单卸模式下集装箱装卸系统集成调度优化

从考虑三阶段作业的整体调度出发,对集装箱码头装卸设备调度进行集成优化,考虑了码头集装箱装卸作业中的设备的特点,以最小化系统所有集装箱作业的总完成时间（makespan）为目标函数,建立了一个混合整数规划模型.另一方面,考虑到大规模情况下不易求解的问题,以减少设备阻塞时间和空闲时间为目标,设计了基于岸桥阶段作业能力的轮廓适合启发式算法,求得集装箱码头集成调度问题的近最优解.通过数据实验,验证了算法的可行性和优越性.     

混合遗传算法求解车间作业调度问题

分析了生产调度问题,提出一种更为有效的动态混合遗传算法,成功地解决了复杂的FT10×10问题.研究过程中引入自适应遗传算法思想,结合一种能够很好解决调度问题的编码规则和适应度值函数,对该算法进行了详细分析.为防止在遗传操作过程中非法染色体导致程序运行失败,给出了非法染色体合法化的规则.仿真结果表明,该算法和编码规则非常适合调度问题,且所提出的动态混合算法优于其它算法.     

遗传算法在柔性动态调度中的应用

采用一种实用的柔性制造系统（FMS）在线动态调度方案 ,以对车间生产环境的变化作出及时反应,建立了零件的可变工艺路径、包含AGV的FMS调度问题的模型,采用遗传算法（GA）以任意始点的任务集为背景同时调度机器和自动引导小车（AGV）。研究由若干台加工中心（WS）和AGV组成的FMS的调度问题,论述了综合事件机制及时间机制优点的动态调度机制,通过被修订的工序集与所有剩余工序形成交集,来识别需要被修订的工序集。这种重调度方式减少了人为的干预,允许按环境改变而对方案作出修订,因此可以在实时条件下工作。     

基于混杂Petri网的食品加工生产过程建模

根据食品加工过程的混杂特性,提出了一种基于时延混杂Petri网与微分方程机理建模相结合的方法,并对某食品加工过程进行了建模和分析,其模型体现了连续过程和离散事件共存的特性,具有一般性.此模型可以应用于生产过程的优化调度.