本文選題：格件模型 + 體系結(jié)構(gòu)��； 參考：《華南理工大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)是控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)復(fù)雜性、支持系統(tǒng)開發(fā)和復(fù)用的有效手段,自提出以來日益受到研究者和實(shí)踐者的關(guān)注。格件計(jì)算模型是一種新型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及對(duì)應(yīng)的軟、硬件開發(fā)方法。格件課題組在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的格件支撐環(huán)境屏蔽了經(jīng)典程序設(shè)計(jì)和系統(tǒng)開發(fā)的細(xì)節(jié),利用融合器抽象具體的實(shí)體功能,實(shí)現(xiàn)了多粒度、多模式融合器的共存和融合器間基于組合的松散耦合,提供系統(tǒng)級(jí)、可高效復(fù)用的軟、硬件構(gòu)造服務(wù)。利用云計(jì)算和大數(shù)據(jù)在信息通信技術(shù)領(lǐng)域的融合給格件支撐環(huán)境服務(wù)性能提升帶來的機(jī)遇,研究格件系統(tǒng)性能進(jìn)一步增強(qiáng)的方法,進(jìn)而拓展其應(yīng)用領(lǐng)域,對(duì)以體系結(jié)構(gòu)為中心的系統(tǒng)開發(fā)研究具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文以格件支撐環(huán)境性能增強(qiáng)為主題,重點(diǎn)針對(duì)體系結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)形式化描述、系統(tǒng)的安全性和可用性三個(gè)方面,分別以形式化方法和仿真模擬為手段,深入研究了可視分層形式化方法描述體系結(jié)構(gòu),以幫助設(shè)計(jì)者優(yōu)化和驗(yàn)證系統(tǒng);提出了基于信息流調(diào)控的動(dòng)態(tài)多級(jí)安全模型及安全訪問控制解決方案,以提高系統(tǒng)的安全性;在增強(qiáng)系統(tǒng)可用性方面,利用一種基于多維模型的網(wǎng)絡(luò)性能動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法使系統(tǒng)感知外部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境;設(shè)計(jì)了自適應(yīng)的服務(wù)節(jié)點(diǎn)負(fù)載預(yù)測方法和動(dòng)態(tài)云資源調(diào)度應(yīng)用架構(gòu),以實(shí)現(xiàn)格件資源的按需分配;采用一種基于資源等價(jià)優(yōu)化能耗高效的云資源分配算法,優(yōu)化了格件虛擬機(jī)資源的部署效率。本文的主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)概括如下:(1)針對(duì)格件支撐環(huán)境的體系結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)形式化描述問題,提出了一種可視分層形式化描述方法:以態(tài)射和函子為基礎(chǔ),利用有限狀態(tài)機(jī)模型嵌入到離散事件系統(tǒng)中,來描述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),通過將局部模型和態(tài)射組合在一起,依照滿足一致性條件的變換規(guī)則組合系統(tǒng),形成了圖形化的復(fù)合抽象結(jié)構(gòu);利用層次圖來描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分層特性,經(jīng)層次圖雙外推變換描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的遷移,降低了拓?fù)渥儞Q計(jì)算的復(fù)雜性。該方法利用精確的數(shù)學(xué)模型描述格件支撐環(huán)境的分布與并發(fā)特性,既能滿足用戶可視化的需求,又易于利用現(xiàn)有工具進(jìn)行可視化的語言規(guī)約,進(jìn)而驗(yàn)證模型各層次接口設(shè)計(jì)的一致性,修正不合理成分,提高系統(tǒng)的可靠性和開發(fā)的效率,為分布式系統(tǒng)開發(fā)提供了新的設(shè)計(jì)框架和可視化模擬方法。(2)針對(duì)格件撐環(huán)境系統(tǒng)安全性問題,從動(dòng)態(tài)角度提出了一種基于信息流調(diào)控的機(jī)密性和完整性有機(jī)結(jié)合的多級(jí)安全模型:引入動(dòng)態(tài)的實(shí)體安全標(biāo)識(shí)方法,在假設(shè)主、客體的機(jī)密性和完整性標(biāo)識(shí)是互相獨(dú)立的前提下,根據(jù)客體的安全標(biāo)識(shí)和主體的訪問歷史,通過安全轉(zhuǎn)換規(guī)則動(dòng)態(tài)調(diào)整主體的安全標(biāo)識(shí),提高了模型實(shí)際應(yīng)用的兼容性;對(duì)該模型進(jìn)行了基于信息流的形式化描述,并利用無干擾理論證明模型規(guī)則在實(shí)施過程中符合安全性要求,實(shí)現(xiàn)了對(duì)信息隱蔽通道的控制。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了基于該模型的格件支撐環(huán)境云安全訪問控制解決方案,通過訪問控制來約束用戶訪問行為,從而達(dá)到對(duì)云服務(wù)器中不同敏感級(jí)別的信息進(jìn)行分級(jí)隔離,使系統(tǒng)的安全訪問控制具有相當(dāng)?shù)撵`活性和實(shí)用性。(3)從系統(tǒng)感知外部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、格件云資源按需分配和格件云資源高效部署等角度,提升格件支撐環(huán)境的系統(tǒng)可用性:a.將網(wǎng)絡(luò)感知的技術(shù)與理論應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)管理,提出了一種基于多維模型、網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和模糊層次分析理論的網(wǎng)絡(luò)性能動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法,有利于格件網(wǎng)絡(luò)管理人員多維度動(dòng)態(tài)跟蹤、定量分析和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行,提高了網(wǎng)絡(luò)管理過程的可觀測性和可預(yù)警性。b.結(jié)合多元線性回歸預(yù)測和改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型,設(shè)計(jì)了自適應(yīng)混合云負(fù)載預(yù)測算法,并對(duì)云服務(wù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載進(jìn)行預(yù)測,顯著提高了預(yù)測精度及對(duì)不同特征負(fù)載數(shù)據(jù)的適應(yīng)性。在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建了動(dòng)態(tài)云資源調(diào)度應(yīng)用架構(gòu),為實(shí)現(xiàn)格件云資源按需分配、提高云服務(wù)器的資源利用率提供了很好的參考。c.提出了一種基于資源等價(jià)優(yōu)化的能耗高效異構(gòu)云資源分配算法,將云資源調(diào)度問題建模為約束滿足問題(CSP)模型,在資源分配搜索時(shí),對(duì)等價(jià)資源進(jìn)行剪枝處理,與已有算法MinPM、DynamicPower相比,該算法可提高云資源部署的效率并降低云數(shù)據(jù)中心的能耗。這些研究結(jié)果為新一代格件支撐環(huán)境的設(shè)計(jì)提供了體系結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)描述方法和安全訪問控制方案,提升了格件支撐環(huán)境服務(wù)的可用性,為以計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)為中心的系統(tǒng)開發(fā)、實(shí)體運(yùn)行提供了理論支撐與實(shí)現(xiàn)途徑。
[Abstract]:This paper presents a dynamic multilevel security model and a dynamic cloud resource scheduling application framework based on multi - dimensional model . A multi - level security model based on information flow control is proposed in this paper , which is based on the theory of multi - dimension dynamic tracking , quantitative analysis and network management .

【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP393.08

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本文編號(hào)：1749634