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专利号: 2019107966167
申请人: 河海大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2026-03-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多微云环境下基于粒子群优化的计算任务卸载方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)构建面向多微云架构的计算任务卸载模型,建立计算任务卸载方案;

(2)创建并初始化粒子群,粒子的维数为计算任务卸载方案的个数,粒子中的位置编码代表计算任务卸载决策;设置粒子群算法参数,包括粒子数量、粒子维数、算法迭代次数、惯性权重,学习因子参数;

(3)根据粒子适应度计算方法,计算粒子群中每个粒子的适应度,记录个体粒子最优位置,并最终得到初始全局最优位置;

(4)根据惯性权重更新方法,更新每个粒子的速度与位置;

(5)判断是否满足迭代次数,是则输出全局最优适应度粒子编码,否则返回步骤(4)继续迭代;

(6)将全局最优适应度粒子编码解码成计算任务卸载方案,根据每个粒子的整数编码,输出计算任务卸载方案;如果为0则表示任务在本地运行,如果为K+1则表示任务卸载到远程云,否则表示任务卸载到对应编号的微云中。

2.根据权利要求1所述的一种多微云环境下基于粒子群优化的计算任务卸载方法,其特征在于,所述步骤(3)中粒子适应度计算方法具体步骤如下:(3.1)粒子编码与离散化处理;

(3.2)适应度函数。

3.根据权利要求1所述的一种多微云环境下基于粒子群优化的计算任务卸载方法,其特征在于,所述步骤(3.1)中粒子编码与离散化处理的具体步骤如下:定义距离函数为:

dijm=|xij-yjm|

其中xij为粒子位置,yjm为粒子第j维分量的值域中第m个整数的值,整数值域为{0,

1,...,K+1},代表计算任务卸载方案;分别计算粒子位置到值域中每个元素的距离,并选取距离最小的元素替换粒子的位置,实现粒子编码的离散化。

4.根据权利要求1所述的一种多微云环境下基于粒子群优化的计算任务卸载方法,其特征在于,所述步骤(3.2)中适应度函数的具体步骤如下:考虑微云计算资源的限制,卸载到微云cu中所有任务的总计算量不能超过cu的计算容量Ru;

采用罚函数法处理违反约束的粒子,构造约束函数为:其中βu为惩罚因子,取一个足够大的正数,xi,j,u为任务ai,j的卸载决策,wi,j为任务ai,j的计算量,Ru为微云cu的计算容量;

通过构造惩罚函数,定义粒子的适应度函数为:

fitness(X)=f(X)+g(X)

其中, 代表所有任务完成的时间,Ti,j为任务ai,j的完成时间。

5.根据权利要求1所述的一种多微云环境下基于粒子群优化的计算任务卸载方法,其特征在于,所述步骤(4)中更新每个粒子的速度与位置的具体步骤如下:基于进化代数和个体适应度的加权自适应惯性权重更新公式如下:ωi*(t)=λ1*ω(t)+λ2*ωi(t)ωi*(t)为粒子i最终的惯性权重值,λ1和λ2为权重因子,λ1+λ2=1,ω(t)为面向高斯函数递减惯性权重的调整方法:其中α为常数,取值为[0.1,0.3];t为当前进化代数,tmax为最大进化代数;ωmax和ωmin分别为初始化时惯性权重的最大值和最小值;

ωi(t)为根据每个粒子的适应度调整的惯性权重:其中fitnessi(t)为第t代时粒子i的适应度,fitnessb(t)和fitnessw(t)分别为第t代时粒子的最优和最差适应度。