[发明专利]一种最优点个数约束的数据流处理系统多目标优化方法

权利要求书

1.一种最优点个数约束的数据流处理系统多目标优化方法，其特征在于：要解决的技术问题是：针对数据流处理系统多目标优化问题，能够避免帕累托最优解随机的缺陷，高效地得到一组用户给定数量且具有典型代表意义的帕累托最优解，为用户在响应延迟和吞吐率上提供选择空间；具体根据用户所指定的响应延迟的上下界以及吞吐率的上下界，给出不确定区域面积；基于缩小不确定区域面积这一目标，将不确定区域一分为二，继续探测面积最大的不确定区域，直到迭代上限，进而高效地得到一组具有典型代表意义的帕累托最优解，且最大化的降低了整体的不确定区域面积，为用户在响应延迟和吞吐率上提供选择空间；包括如下步骤：

步骤1：输入当前响应延迟的上界、当前响应延迟的下界以及帕累托最优点个数上限，初始化当前迭代步数、不确定区域集合以及初始化最终探测结果组；

步骤2：分别根据步骤1的当前响应延迟的上界和当前延迟的下界计算当前吞吐率的上界和下界；

步骤3：分别根据当前响应延迟的上界和当前响应延迟的下界计算当前的探测响应延迟、最大探测吞吐率以及最大探测吞吐率的具体系统配置；

步骤4：计算当前探测结果组，并与最终探测结果组合并；

步骤5：根据当前的响应延迟的上界和当前的响应延迟的下界、吞吐率的上界和吞吐率的下界、探测响应延迟以及最大探测吞吐率分别计算当前左半部分和右半部分的不确定区域面积；

步骤6：根据步骤5输出的当前左半部分和右半部分的不确定区域面积计算所对应的不确定区域，并将不确定区域存储在不确定区域集合中；

步骤7：在步骤6输出的不确定区域集合中，寻找不确定区域面积最大的不确定区域，并将此不确定区域面积最大的不确定区域从不确定区域集合中移除；

步骤8：将当前迭代步数加1；

步骤9：判断是否达到帕累托最优点个数上限，决定是否继续进行迭代探测；

至此，从步骤1到步骤9，完成了一种最优点个数约束的数据流处理系统多目标优化方法。

2.根据权利要求1所述的一种最优点个数约束的数据流处理系统多目标优化方法，其特征在于：步骤1中，当前响应延迟的上界，记为L_upper；当前响应延迟的下界，记为L_lower；帕累托最优点个数上限，记为Step_max；当前迭代步数，记为Step_now，初始化为0，表达式为公式(1)；不确定区域集合，记为Set_area，初始化为空集合，表达式为公式(2)；最终探测结果组，记为plan，初始化为空集合，表达式为公式(3)：

Step_now＝0； (1)

3.根据权利要求1所述的一种最优点个数约束的数据流处理系统多目标优化方法，其特征在于：步骤2，具体为：

步骤2.1：根据当前响应延迟的上界计算当前吞吐率的上界，具体通过如下公式(4)计算：

其中，当前吞吐率的上界，即T_upper，s.t.代表约束；c代表具体系统配置；λ代表实时的输入数据率；Γ_(c,λ)代表具体系统的参数配置c和实时的输入数据率λ条件下的吞吐率；ψ_(c,λ)代表具体系统的参数配置c和实时的输入数据率λ条件下的响应延迟；公式(4)反映的是给定输入数据率λ，在满足响应延迟ψ_(c,λ)小于当前响应延迟的上界L_upper的一组具体系统的参数配置c中，寻求能使吞吐率Γ_(c,λ)最大化的具体系统配置c，即公式(4)中的代表此寻求过程，并记录最大吞吐率为T_upper，表示当前吞吐率的上界；

步骤2.2：根据当前响应延迟的下界计算当前吞吐率的下界，具体通过如下公式(5)计算如下：

其中，当前吞吐率的下界，记为T_lower，公式(5)反映的是给定输入数据率λ，在满足响应延迟ψ_(c,λ)小于当前响应延迟的下界L_lower的一组具体系统的参数配置c中，寻求能使吞吐率Γ_(c,λ)最大化的具体系统配置c，即公式(5)中的代表此寻求过程，并记录最大吞吐率为T_lower，表示当前吞吐率的下界。