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专利号: 2018100927307
申请人: 湖北工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 农业;林业;畜牧业;狩猎;诱捕;捕鱼
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于杂交水稻算法的云计算资源调度方法,其特征在于,所述方法包括:获取初始集合,所述初始集合包括多个水稻个体,每个所述水稻个体表示一种云计算资源调度方案;

计算每个所述水稻个体的适应度值,所述适应度值表示执行所述云计算资源调度方案的时间的倒数;所述适应度值的计算公式如下:f表示适应度值,dk表示第k个物理设备,Sum(dk)表示第k个物理设备的执行时间,n表示物理设备的个数,其中,cik=1表示任务ti最终映射到物理设备dk上执行,Mtv表示资源与物理设备之间的对应关系,m表示任务的个数;

根据所述适应度值将所述水稻个体分为保持系、恢复系和不育系;

将所述保持系中的水稻个体与所述不育系中的水稻个体进行杂交,得到第一最优子个体;

将所述恢复系中的水稻个体进行自交,得到第二最优子个体;

选取所述第一最优子个体和所述第二最优子个体中适应度值较高的个体作为第三最优子个体,所述第三最优子个体表示云计算资源调度的最优方案;

所述将所述保持系中的水稻个体与所述不育系中的水稻个体进行杂交,得到第一最优子个体,具体包括:将所述保持系中的水稻个体与所述不育系中的水稻个体进行随机杂交,得到杂交个体,所述随机杂交表示所述保持系中的任一水稻个体与所述不育系中的任一水稻个体进行杂交,所述杂交个体的父本为对应的所述不育系中的水稻个体,所述杂交个体的母本为对应的所述保持系中的水稻个体;选取所述随机杂交个体和所述随机杂交个体父本中适应度值较高的个体作为第一子个体;选取适应度值最高的第一子个体作为第一最优子个体;

所述随机杂交的计算公式如下:

式中 表示轮育种过程中第k次杂交产生的新个体的第j维基因,r1,r2为[-1,1]之间的随机数,且r1+r2≠0,a,b随机取自{1,2,…,A},xAa表示不育系中的第a个个体,xBb表示保持系中的第b个个体;

或者,所述将所述保持系中的水稻个体与所述不育系中的水稻个体进行杂交,得到第一最优子个体,具体包括:将所述保持系中的水稻个体与所述不育系中的水稻个体进行对应杂交,得到杂交个体,所述对应杂交表示所述保持系中的水稻个体与相对应的所述不育系中的水稻个体进行杂交,所述杂交个体的父本为对应的所述不育系中的水稻个体,所述杂交个体的母本为对应的所述保持系中的水稻个体;选取所述随机杂交个体和所述随机杂交个体父本中适应度值较高的个体作为第一子个体;选取适应度值最高的第一子个体作为第一最优子个体;

对应杂交的计算公式如下:

式中a=b=k,xAa表示不育系中的第a个个体,xBb表示保持系中的第b个个体;

所述将所述恢复系中的水稻个体进行自交,得到第二最优子个体,具体包括:将所述恢复系中的水稻个体进行自交,得到自交个体;选取所述自交个体和所述恢复系中的水稻个体中适应度值较高的个体作为第二子个体;选取适应度值最高的第二子个体作为第二最优子个体;

自交的计算公式如下:

new_Xk=XSk+rand(0,1)(Xbest-XSr)式中new_Xk表示轮育种过程中第k次自交产生的新个体,XSk表示恢复系中的第k个个体,Xbest表示当前所找到的最优个体,XSr为恢复系中的第r个个体,其中r随机取值于{1,

2,…,N-2A};

所述根据所述适应度值将所述水稻个体分为保持系、恢复系和不育系,具体包括:根据所述适应度值从大到小的顺序,依次将所述水稻个体分为保持系、恢复系和不育系。

2.一种基于杂交水稻算法的云计算资源调度系统,其特征在于,所述系统包括:初始集合获取模块,用于获取初始集合,所述初始集合包括多个水稻个体,每个所述水稻个体表示一种云计算资源调度方案;

适应度值计算模块,用于计算每个所述水稻个体的适应度值,所述适应度值表示执行所述云计算资源调度方案的时间的倒数;所述适应度值的计算公式如下:f表示适应度值,dk表示第k个物理设备,Sum(dk)表示第k个物理设备的执行时间,n表示物理设备的个数,其中,cik=1表示任务ti最终映射到物理设备dk上执行,Mtv表示资源与物理设备之间的对应关系,m表示任务的个数;

划分模块,用于根据所述适应度值将所述水稻个体分为保持系、恢复系和不育系;

第一最优子个体选取模块,用于将所述保持系中的水稻个体与所述不育系中的水稻个体进行杂交,得到第一最优子个体;

第二最优子个体选取模块,用于将所述恢复系中的水稻个体进行自交,得到第二最优子个体;

第三最优子个体选取模块,选取所述第一最优子个体和所述第二最优子个体中适应度值较高的个体作为第三最优子个体,所述第三最优子个体表示云计算资源调度的最优方案;

所述第一最优子个体选取模块,具体包括:

随机杂交单元,用于将所述保持系中的水稻个体与所述不育系中的水稻个体进行随机杂交,得到杂交个体,所述随机杂交表示所述保持系中的任一水稻个体与所述不育系中的任一水稻个体进行杂交,所述杂交个体的父本为对应的所述不育系中的水稻个体,所述杂交个体的母本为对应的所述保持系中的水稻个体;第一选取单元,用于选取所述随机杂交个体和所述随机杂交个体父本中适应度值较高的个体作为第一子个体;第二选取单元,用于选取适应度值最高的第一子个体作为第一最优子个体;

所述随机杂交的计算公式如下:

式中 表示轮育种过程中第k次杂交产生的新个体的第j维基因,r1,r2为[-1,1]之间的随机数,且r1+r2≠0,a,b随机取自{1,2,…,A},xAa表示不育系中的第a个个体,xBb表示保持系中的第b个个体;

或者,所述第一最优子个体选取模块,具体包括:

对应杂交单元,用于将所述保持系中的水稻个体与所述不育系中的水稻个体进行对应杂交,得到杂交个体,所述对应杂交表示所述保持系中的水稻个体与相对应的所述不育系中的水稻个体进行杂交,所述杂交个体的父本为对应的所述不育系中的水稻个体,所述杂交个体的母本为对应的所述保持系中的水稻个体;第三选取单元,用于选取所述随机杂交个体和所述随机杂交个体父本中适应度值较高的个体作为第一子个体;第四选取单元,用于选取适应度值最高的第一子个体作为第一最优子个体;

对应杂交的计算公式如下:

式中a=b=k,xAa表示不育系中的第a个个体,xBb表示保持系中的第b个个体;

所述第二最优子个体选取模块,具体包括:自交单元,用于将所述恢复系中的水稻个体进行自交,得到自交个体;第五选取单元,用于选取所述自交个体和所述恢复系中的水稻个体中适应度值较高的个体作为第二子个体;第六选取单元,用于选取适应度值最高的第二子个体作为第二最优子个体;

自交的计算公式如下:

new_Xk=XSk+rand(0,1)(Xbest-XSr)式中new_Xk表示轮育种过程中第k次自交产生的新个体,XSk表示恢复系中的第k个个体,Xbest表示当前所找到的最优个体,XSr为恢复系中的第r个个体,其中r随机取值于{1,

2,…,N-2A};

所述划分模块,具体包括:划分单元,用于根据所述适应度值从大到小的顺序,依次将所述水稻个体分为保持系、恢复系和不育系。