WfMS中任务与资源分配算法研究

论文摘要

全球经济的出现,已经将所有的业务带领进入到一个竞争激烈的环境中,竞争的激烈变化程度正在加速。逐步地提高生产力和增强质量已不再足以维持市场领导地位。新产品／服务的快速交付和快速修改现有的应用程序成为关键的生存因素。这些要求迫使企业寻找新的解决方案,为了满足这些需求,出现了一种关键技术,即工作流程。工作流程管理系统(WfMS)是支持工作流程自动化执行的软件系统,WfMS设计用于支持业务流程。一个业务流程由一些步骤(或活动)组成,这些步骤能够自动或手动或以两者组合的方式而执行。WfMS的资源和任务分配对工作流程调度起着至关重要的作用,这显然也是工作流管理系统从整体上获得执行效率和产率的前提。本文重在多种性能特征的研究上,这些性能特征影响任务执行,并提供一个可靠的算法机制用于性能分析。在此基础上,给出了一个高效的任务分配方法和权限委托方法。在工作流管理系统中进行有效的资源管理需要进行资源分配和任务调度,因为这些问题是相互制约的。优化其中的一个因素受其它因素的限制,反之亦然。因此,一个理想的算法,应当不仅仅去考虑对底层基础构架的性能指标,如资源数量及其利用率,还应该考虑到质量标准,如任务发生的违背时间约束情况的几率。在本文中,我们提出了一个创新算法,该算法能够优化上述的两种相互矛盾的标准。该算法,称为资源冲突的联合优化,最大限度地减少受时间约束的资源冲突,同时优化吞吐量或充分利用有限的资源。为了实现优化,这两个因素被模型化矩阵形式,并通过应用广义特征值分析的概念找到最优的解决方案。提出了一个基于代理结构的大致轮廓,在工作流管理系统的功能中运行集成了我们的算法,实验证明提出的策略在不同的负载环境和任务假设中表现出优于传统的方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 研究的目的和意义
• 1.3 本文主要工作创新与组织结构
• 2 工作流管理系统的概念与功能概要
• 2.1 工作流管理系统
• 2.1.1 工作流管理系统的定义
• 2.1.2 工作流管理系统的功能
• 2.1.3 工作流管理系统（WfMS）的分类
• 2.1.4 工作流管理系统参考模型
• 2.2 工作流管理系统性能分析
• 2.2.1 时间性能
• 2.2.2 资源性能
• 2.2.3 业务性能
• 2.2.4 系统性能
• 2.3 工作流管理系统性能分析方法
• 3 基于负载均衡的加权任务分配策略
• 3.1 WFMS任务分配策略的研究现状
• 3.2 基于负载均衡的加权任务分配策略的设计
• 3.2.1 相关性能参数的统计和计算
• 3.2.2 分配机制的描述
• 3.3 基于权限委托的资源冲突解决策略
• 3.3.1 委托机制的研究现状
• 3.3.2 基于委托的冲突缓解策略的描述
• 3.4 实验描述和结果
• 4 基于资源冲突优化的资源分配算法研究
• 4.1 基本概念介绍
• 4.2 资源分配的制定
• 4.3 优化标准
• 4.4 资源分配算法
• 4.4.1 矩阵表达
• 4.4.2 在连续域下的优化工作
• 4.4.3 求离散域的近似值
• 4.4.4 算法的时间复杂度分析
• 5 性能分析与实验
• 5.1 定义系统负载指标
• 5.2 算法效率的评判标准
• 5.3 将算法整合到系统中
• 5.4 实验结果及分析
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢