树突状细胞算法在检测任务超时异常中的应用

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1、第38卷第15期计算机工程2012年8月Vol.38No.15ComputerEngineeringAugust2012···工程应用技术与实现·工程应用技术与实现···文章编号：：：1000———3428(2012)15———0240———04文献标识码：：：A中图分类号：：：TP391树突状细胞算法在检测任务超时异常中的应用a,ba,b魏建刚，，，张曦煌，张曦煌(江南大学a.物联网工程学院；b.轻工过程先进控制教育部重点实验室，江苏无锡214122)摘摘摘要要要：要：：：描述树突状细胞算法(DCA)的生物学机理及其主要步骤和适用环境。通过分析实时任务的特征，抽象出应用DCA

2、所需要的参数。以传统检测任务超时方法为基准，验证DCA检测实时任务超时的准确性。实验结果表明，DCA能够节省更多的系统资源，较准确地发现超时异常。关键词：：：人工免疫系统：；危险理论；树突状细胞算法；实时任务；超时异常ApplicationofDendriticCellAlgorithminDetectingTimeoutExceptionofTaska,ba,bWEIJian-gang,ZHANGXi-huang(a.CollegeofInternetofThings;b.KeyLaboratoryofAdvancedProcessControlforLightIndustr

3、y,MinistryofEducation,JiangnanUniversity,Wuxi214122,China)【【【Abstract】】】Thebiologicalmechanism,mainstepsandapplicableenvironmentofDendriticCellAlgorithm(DCA)aredescribedandintroduced.Throughanalyzingthecharacteristicsofreal-timetask,therequiredparametersareabstractedandgiven.Experimentresult

4、sshowthatDCAcanaccuratelydetectovertimeexceptionappearedinreal-timetaskcomparedwithtraditionalmethods.Inaddition,thismethodcanprovidebasisforprocessingtheexceptions.【【【Keywords】】】artificialimmunesystem;dangertheory;DendriticCellAlgorithm(DCA);real-timetask;timeoutexceptionDOI:10.3969/j.issn.

5、1000-3428.2012.15.0681概述时，包括同时接触这2个信号，iDCm将会完全成熟，转变为随着计算系统的适应性和可靠性不断提升，系统(任务集)mDCm，同时分泌IL-12分子。当DCm处于细胞正常凋亡信的实时性需求越来越高。学者们提出了诸如计算任务集可调号(apoptosis)环境中时，iDCm将半成熟，转变为smDCm，同度性[1]、响应时间[2]等方法用于发现任务超时，但这些方法时分泌IL-10分子，见表1。普遍存在耗时长、代价高等缺点。[4]近年来，文献[3]基于“危险理论”提出树突状细胞算法(DendriticCellAlgorithm,DCA)，并将其应

6、用于异常检测[5]领域，取得了良好的效果。本文将DCA引入具有实时性要求的系统(任务集)中，以便及时、准确地发现系统(任务集)中存在的超时异常，为系统处理超时异常提供依据。2树突状细胞算法2.1树突状细胞算法的仿生机理在危险理论中，树突状细胞结合坏死、凋亡和病原相关分子模式等释放的信号，处理这些信息驱动免疫系统做出相图图图1DCm状态的转换过程[6]应的免疫应答。树突状细胞可抽象为人工DC。DC可抽象表表表1DCm分化过程中消化吸收的信号DCDC为一个四元组表达式：DCm={s(m),a(m),CSM(m),t(m)}，DCDC生物学信号含义作用其中，s(m)表示DCm的信号矩

7、阵；a(m)表示DCm的抗原PAMP(P)存在病原体促使细胞成熟，促进IL-12分泌向量；CSM(m)表示DCm的输出信号累积值；t(m)表示DCmNecrosis(D)细胞异常坏死作用与P相同，但效果较弱的迁移阈值。Apoptosis(S)细胞正常凋亡抑制细胞成熟，减弱P与S作用DC状态的转换过程与树突状细胞的生物分化过程一致，Inflammation(IS)组织存在炎症辅助(放大或缩小)其他信号作用具体情形如图1所示。DC可处于3种不同的状态：未成熟状态iDCm，半成熟状态smDCm和成