基于多重分形的软件性能衰退预测方法的研究

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1、硕士论文基于多重分形的软件性能衰退预侧方法的研究在;MaxlonandFe汕e尸62〕描述了通过不断监测系统行为来测量异常的方式，侧重点主要是网络异常:v.castell等人18在提出x序列软件恢复代理技术的同时，提出了一种曲线拟合分析与投影的资源枯蝎预测技术:而L.Li等19提出了一种基于时序分析的方法，通过监测和收集Web月及务器地资源使用情况和一些活动参数，来计算软件衰退和资源消耗的情况，实验结果表明这套方法有着很好的实际效果，而且计算强度较小，相当高效。基于时间的和基于测量的研究思路各有其特点。总

2、的而言，一者基于宏观，一者基于微观;一者关心外部特征，一者关心内部特征。基于时间的方法是基于宏观的，关心的是软件衰退现象整体的发生和分布情况，适于软件运行状况变化不大的情况下(比如某些访同量和负载变化不大的系统中)，通过一次计算的结果确定软件恢复时间和间隔，就可以长期地简单使用;而基于测量的方法是基于微观的，它具体测量和估算可能引起软件衰老的各种因素及其变化趋势，并由此综合决定是否与何时采取软件恢复措施，适于软件的运行和负载经常发生大的变化的场景中:两者各有各的优势和劣势，目前这两种思路的研究都在进一步地

3、深入。LZJ国内外研究现状随着软件衰退理论和技术在学术领域中的不断发展，这方面的研究受到各个机构的关注。IBM公司于2001年4月宣布开展EI汕计划，软件抗衰也是其中一个重要研究方面。目前，IBM提出了两种实现软件抗衰的方法13:Ts班T咏一basedsoftwareRejuvenation)以及SSR(S”旧ptom一baseds。介waJ兮明uvenatlon)。前者就是通常所说的基于时间的恢复策略，通常根据软件衰退的历史规律，基于最低恢复成本、最短的停机时间、最高的系统服务率或更快的服务响应，设定近

4、似的软件抗衰周期，对软件进行恢复操作;后者则实时监测系统资源的使用情况，决定是否执行抗衰措施。国内对于软件抗衰技术也做了许多相关研究，针对Web应用的特点，提出了一种基于Agent的软件抗衰方法【12]，以其主动性、智能性等特性为软件的容错性研究开辟了新的研究领域:卢世凤163】对在群集系统中采用软件抗衰技术的方法进行了研究;范新媛[641提出将SR技术和预设检查点技术结合起来以求进一步提高系统可靠性。同时，也有很多机构关注该方向的研究，科研项目组中有国家自然科学基金项目“计算系统的软件抗衰和自愈技术研究

5、”，其中成员多年来从事大型计算系统的研制和软件方法研究，针对本课题积累了大量成熟技术，包括细粒度软件抗衰策略技术研究14、基于小波变换和统计分析、免疫遗传及神经网络的软件性能衰退检测技术以及基于NIS的异常检测技术等。硕士论文墓于多重分形的软件性能衰退预侧方法的研究13本文主要工作本文围绕基于测量的软件抗衰技术，对定期检测和收集到的系统性能参数进行分析，选用合理的预测技术，有效地确定何时执行恢复操作，降低软件失效的发生，为计算系统需要的高可信赖、高性能提供有力的保证。文中主要工作可概括为如下几个方面:研究

6、识别时间序列随机特性的方法及Hurst参数估计的方法，并运用经典侧5分析方法，对实际采集到的系统性能参数进行分析，研究其分形特性。分析系统性能参数序列的多重分形特性，以及体现多重分形特性的参数序列的各种特征参数(尺度函数、奇异指数、多重分形谱)的特性;重点研究多重分形谱的分布，结果发现，内存资源参数的多重分形谱形态理论上的异象特征，与实际情况下系统运行过程中参数序列的波动情况是相吻合的。讨论体现系统性能参数序列奇异性的指数—局部娜Ide，指数的计算方法，并考虑多个参数对软件性能的影响，求出与系统内存资源相

7、关的多个参数共同作用的多维筋lde;指数，结果表明该指数的分布与系统资源的波动有着密切的联系，其变化情况对软件性能有一定的预测能力。研究时间序列的预测方法，并重点研究自回归滑动模型，运用该模型结合实际采集的数据，对求得的多维娜lder指数进行建模预测，实验表明能够达到良好的预测效果，实现软件性能衰退预测研究的需求。1.4本文的结构与组织本文主要结合多重分形分析的理论和方法，揭示软件系统资源耗费数据中的隐藏信息，对软件衰退趋势实现预测，为恢复策略的实施提供依据。第一章介绍了软件抗衰技术的研究背景、意义以及相

8、关预测技术的研究现状，并说明本文研究的主要内容及组织结构。第二章研究预测理论，并对现有的多种预测方法、各自的特点及适用场景进行简单论述。第三章介绍了分形的基础理论、研究方法以及多重分形分析理论、分析过程中使用到的相关指数等的概念。第四章本文中研究的主要内容，给出文中预测的整体结构，并作详细地论述:包括系统参数时间序列分形特性的研究、多维局部娜肠r指数的计算以及对指数的预测建模过程。第五章选取系统关键内存资源参数，作为实例，对第