分布式专家系统

分布式专家系统（精选12篇）

分布式专家系统 第1篇

传统的专家系统在遇到新情况或知识库中没有覆盖到的问题时, 效率很低, 并且受单个领域专家的知识与知识库容量的限制。近年来网络技术发展迅速, 如果能把分布在Internet上的多个专家系统联合起来, 用户就能得到整个网络上的专家系统提供的服务。与此同时, 各地专家系统可以利用整个网络上的领域专家的知识对其知识库进行更新。变电站操作票专家系统之间, 由于其知识表示与推理机制差异不大, 它们只是在知识库的内容上有所差异, 这就大大降低了专家系统之间的协作通信。本文研究的分布式变电站操作票专家系统正是基于网络的, 把分布在Internet上的多个变电站操作票专家系统联合起来, 用户就能得到整个网络上的专家系统提供的服务。

系统采用Visual C++和SQL Sever2000为开发工具, 利用面向对象的编程技术来实现变电站操作票的自动生成功能。将变电站的操作票生成知识用规则描述出来, 构成知识库;由变电站各种设备的参数建立数据库, 每次开票时, 推理机根据运行人员下达的票名形成任务目标, 动态的操纵知识库和数据库, 从而形成操作票自动生成系统。

1 系统总体结构的设计及主要特点

本文所讨论的分布式变电站操作票专家系统主要由用户交互模块、知识管理模块、系统管理模块、决策模块、帮助请求应答模块以及网上知识获取模块组成, 其设计模型如图1所示。

(1) 用户交互模块:用户进行人机对话, 接受用户提出的倒闸求解问题, 并从用户那单获得相关的定性与定量的信息, 发送给求解模块。此外, 还负责从决策模块那里得到最后的结果输出给用户。

(2) 系统管理模块:它主要是系统管理员与专家系统的接口, 负责对系统整体的管理与维护, 包括对数据库的管理, 定义与已有的专家系统的交互方式等。对数据库的管理, 主要是对信息数据进行管理与维护, 并且对所需使用的资料数据库可进行全屏幕、多文档输入和编辑, 还自动创建新的数据获取输入界面, 便于用户的使用。定义与已有的专家系统交互方式主要是为了利用已有的各领域的专家系统, 以一定的通信方式与其他专家系统进行交互, 实现协作。数据库包含静态数据库和动态数据库。静态数据库中存放各站设备的相关属性, 如坐标、状态、颜色类型、名称、编号及各操作单元对象的有关设备连接信息等, 另外设备的保护配置也放在静态数据库中。动态数据库作为一个暂时的容器, 存储相关的中间数据及各种临时数据, 比如推理结果、操作步骤等, 在相关操作完成后, 自动释放, 这样就节省了内存空间。

(3) 知识管理模块。它负责对知识的获取、组织与管理。知识的获取可以从领域专家处获得, 也可根据用户的需要从外部资源进行知识的挖掘, 比如从数据库中发现知识, 或从Internet上进行数据挖掘。它包括知识库及知识库管理模块。知识库用于描述和保存运行人员关于开列操作票的专业知识。知识采用规则的形式表示, 包括主变操作规则库、母线操作规则库、线路操作规则库、开关操作规则库, TV操作规则库等。当数据与前提条件匹配时, 执行结果语句, 同时写入动态数据库。知识库管理模块为运行人员提供一个查看和编辑规则知识的接口, 可根据现场需要, 输入和修改相应的规则知识。

(4) 决策模块。它通过从用户交模块获得用户信息, 从知识管理模块处提取专家知识, 再应用内部的推理引擎进行推理, 并将结果反馈给用户, 同时更新知识。

(5) 网上知识获取模块。它主要负责在网上向其他专家系统请求帮助, 并在获得帮助 (得到需要的新知识) 后, 处理应用新知识, 它的处理流程如图2所示。

(6) 帮助请求应答模块。它主要负责在收到其他专家系统的帮助请求后从知识库中找到相关知识, 并将其反馈给请求帮助的专家系统。它的处理流程如图3所示。

2 知识的组织与表达

本系统采用面向对象的方法对知识进行组织与表达。面向对象的知识表示是以对象为中心, 将对象的静态特性、动态特性及相互作用封装在表达对象的结构中。既兼有一般知识表示方法的优点, 又符合专家对领域对象的认知模式。面向对象的知识表示将每一个对象类按“超类”、“类”、“子类”或“成员”的概念构成一种层次结构 (或树型结构) 。在这种层次结构中, 上一层对象所具有的一些属性可以被下一层对象所继承, 从而避免了描述中的信息冗余。这样使知识库对象本身具有对知识的处理能力, 加强了对知识的重复使用和管理, 便于维护, 另外还能使推理搜索空间减小, 加快搜索处理时间。

电气设备操作规程用产生式规则 (IF前提THEN结论) 表示, 将规则的前提和结论都用类或对象来表示。将传统的三个推理过程即匹配、冲突消除以及动作转换为以面向对象的事实和规则相匹配。在匹配过程中, 如果发现某规则产生的结果与知识库中的类或对象表示的事实不相符, 则放弃该规则, 如此直至问题解决。

面向对象表达的对象类的表达形式如下:

3 推理机的工作

推理机是专家系统的“思维”机构, 是构成专家系统的核心部分, 是系统智能化的具体体现。推理机具备以下功能:接受来自人机接口的操作任务;接受来自监控系统接口信息并刷新数据库;根据操作任务的指示, 对知识库进行搜索、查找、匹配、最终生成正确的操作票。

推理机的基本工作步骤为:

(1) 确定操作任务, 系统会根据运行人员选定的操作任务, 装载相应的知识库, 生成操作路径。

(2) 任务形成的操作路径放入相应的动态数抓库中, 根据一次和二次设备的专家知识确定要操作的设备, 生成一个操作序列。

(3) 启动推理机, 它从相应的专家知识库中取出规则I的前提事实与存入动态数据库中的事实进行匹配。

(4) 若匹配成功, 则把规则结论部分中的新的事实加入到动态数据库中并转向下一条规则I=I+1) 。

(5) 若匹配不成功则转向下一条规则I=I+1) , 并转向步骤3。

如此, 直到不再有新的事实加入到动态数据库中时, 推理机结束推理, 同时, 将动态数据库中的结果存入静态数据库。系统对存入静态数据库中的结果进行分析, 即可获得对应于当前任务的操作票。下面举例说明:

如开关停电;线路检修的自动开票过程为例来说明正向推理过程:推理机根据操作任务“开关停电;线路检修”在动态数据库中搜索运用规则, 找到与操作任务相匹配的操作规则后, 先取出规则中的第一条“if线路开关在运行状态;then拉开线路开关”, 然后在综合数据库中搜索与操作任务相对应的线路开关的参数, 如果该开关在运行状态, 则新的操作票将新增两条操作语句:“拉开xx开关”和”“检查xx开关确已拉开“, 否则操作票上新增操作语句为“检查xx开关确在拉开位置”, 然后按顺序取出其余规则, 重复上述推理过程, 直到开写出一张符合操作要求的正确操作票。

4 结束语

本系统主体采用专家系统技术和采用面向对象的编程技术编制。面向对象专家系统克服了传统专家系统的知识库过大, 检索、推理效率低的缺点, 将专家的知识领域自然分解为对象的知识, 每个对象的知识容量相对较小, 对象之间通过消息传递相互作用, 使系统结构灵活、清晰、便于扩充, 并大大缩小了搜索空间, 提高了推理效率和可靠性。本系统将分布在Internet上的多个变电站操作票专家系统联合起来, 有效地利用全网的领域专家知识为用户提供服务。尽管在国内研究领域, 操作票自动生成系统的开发已有很长时间, 累计了不少的成功的应用经验, 但是自动生成的功能不强和用户可维护性差的缺点也尤为突出, 而前者属于智能性问题, 后者属于开放性问题, 这此问题都将随着人工智能等学科的进步和专家自动生成系统应用的不断发展, 将会开发出功能更加完善的操作票自动生成系统。

摘要：本文构造了一种可以应用于Internet的分布式变电站操作票专家系统组成框架。运用面向对象编程技术进行变电站操作票专家系统的设计, 设计了适合电力系统调度操作的知识库和推理机制。

关键词：专家系统,操作票,面向对象

参考文献

[1]何定.电厂通用型智能操作票专家系统[J].电力系统自动化.1997.

[2]刘青等.面向对象的电力系统专家系统设计[J].电力系统自动化.1997.

[3]田盛平.人工智能原理与应用[M].北京理工大学出版社.1993.

[4]田盛十, 黄厚宽.人工智能与知识工程[M].北京:中国铁适出版社.1999.

[5]石纯一, 黄昌宁.人工智能原理[M].北京清华大学出版社.1993.

HadoopDB：混合分布式系统 第2篇

1.性能：节省开销（时间、资金）。

2.容错：数据分析系统（即使有故障节点也能顺利工作） 不同于 事务型的系统的容错（从故障中无损的恢复）。节点故障时，原来的查询操作不需要重启。

3.在异构型环境中运行的能力。即使所有机器硬件一样，但某些机器在某些时候可能因为软件原因、网络原因也会性能降低。分布式操作时，要防止木桶效应。

4.活的查询接口：商业化的数据分析一般建立在SQL查询上，UDF等non-SQL也是需要的。

并行数据库

满足1,4：利用分表的方式，扩散到多个节点。一般情况下节点最多为几十个，原因：1.每增加一个节点，失败率增加；2.并行数据库假设各个机器都是同质化的，但这往往不太可能

MapReduce

满足2,3,4：Map - repartition - Reduce原为非结构化数据，但也可以适用结构化数据。

2：（错误节点）动态的规划节点执行任务，将错误节点任务发放给新节点。并在本地磁盘做checkpoint存储。

3：（拖后腿的节点）节点间冗余的执行。执行慢的节点的任务交付给速度快的节点执行

4：Hive的HQL

HadoopDB

融合了之前两者，做出系统层面的改进，而不仅仅是语言和接口层面。

分布式三维虚拟校园系统设计 第3篇

摘 要:本文首先介绍了三维虚拟校园及其发展现状和分布式虚拟现实系统,然后在此基础上设计了一种以用户为中心,可以实现在三维虚拟场景里进行生活、学习的令人身临其境的分布式三维虚拟校园环境。

关键词:三维 虚拟校园 分布式

中图分类号:TP311.1 文献标识码:B 文章编号:1673-8454(2009)17-0034-03

三维虚拟校园可以将学校的各种场景、细节和体验完全复制到互联网上,让学生和教师不受时间和空间的限制,仅需通过电脑和网络,就能够身临其境地感受优美的校园风光、良好的教学环境和优秀的教学资源。

一、三维虚拟校园及其发展现状

1.三维虚拟校园

三维虚拟校园基于因特网、虚拟现实技术和地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、空间定位系统(GPS)技术等。该技术的应用对现实校园三维景观和教学环境的数字化和虚拟化有很多辅助作用。

2.虚拟校园的发展现状

早在1996年,天津大学在SGI公司的硬件平台上,基于VRML国际标准,最早开发了虚拟校园。随着宽带技术的大规模应用,国内其他高校也开始逐步推广、使用虚拟校园模式。然而这些虚拟校园大多都是以实现浏览功能为主,不能让用户体验在三维虚拟校园里面的学习生活氛围。现在,人们不再满足于只是对校园环境的浏览,而是期待一种以用户为中心,可以实现在虚拟场景里进行生活、学习、工作的三维虚拟校园环境。

二、分布式虚拟现实系统

分布式虚拟现实系统简称DVR,是虚拟现实系统的一种类型。它是基于网络的虚拟环境,在这个环境中,位于不同物理环境位置的多个用户或多个虚拟环境通过网络相连接,或者多个用户同时参加一个虚拟现实环境,通过计算机与其他用户进行交互,并共享信息。在分布式虚拟现实系统中,多个用户可通过网络对同一虚拟世界进行观察和操作,以达到协同工作的目的。

三、分布式三维虚拟校园系统的整体构想

分布式三维虚拟校园系统是利用分布式虚拟现实技术,构建的基于网络的三维虚拟校园环境。本系统的整体结构如图1所示。

从总体上讲,系统主要由以下三个部分组成:三维虚拟人物、三维虚拟校园场景和学习资源。

1.三维虚拟人物

用户通过注册之后可以登录到三维虚拟校园系统中,登录后可以根据自己的爱好设计三维化身,设置自己的基本资料,在虚拟校园中进行学习、工作和交流。按照不同的权限,系统中的用户可以分为三种:系统管理员用户、助管用户、普通用户。具体来说各类用户的权限主要表现在:

(1)系统管理员用户

系统管理员是整个系统中权限最高的用户,负责管理整个系统,系统管理员可以对系统的用户进行管理,包括处理用户的注册申请、分配用户权限、添加删除用户等;另外系统管理员可以对系统中的教学楼、实验室、办公场所、休闲娱乐场所等虚拟校园内的硬件设施进行管理,以及对系统中的资源进行管理。

(2)助管用户

助管用户是由系统管理员指定,分配一定的权限之后,协助管理员进行管理的用户。助管用户可以在自己的职权范围之内对三维数字校园内的虚拟建筑物、资源及特定的用户进行管理。助管用户具体来说包括虚拟教室管理员、虚拟实验室管理员、虚拟图书馆管理员、虚拟教师用户、虚拟学习社区管理员、虚拟购物场所管理员。

(3)普通用户

普通用户是整个系统中权限最小的角色,在三维虚拟校园系统,普通用户登录后可以在三维场景里漫游,在虚拟教室上课,在虚拟实验室做实验,还可以与其他用户进行交流,进行一些休闲娱乐活动。

2.三维虚拟校园场景

系统中的虚拟校园场景是根据学校的地形地貌,利用三维建模技术,将实际生活中的学校环境重现在计算机上,为用户提供一个三维显示的具有真实情境感的学习环境,通过在虚拟环境中集成各种媒体,可以让用户获得视觉、听觉等多方面的感知,同时用户可以与虚拟环境和虚拟环境中的虚拟人物进行交互,让用户能够体验到一种主体存在感和沉浸感。

系统中的三维虚拟场景主要包括以下几个部分:虚拟教室、虚拟实验室、虚拟图书馆、虚拟生活休闲场景。

用户浏览校园时通过点击查看建筑物属性,可以查询此时此栋教学楼有哪些教室在上课,虚拟教师在特定的虚拟教室中组织教学。学习者进入教室后,可以自己选择座位坐下,开始听课,学习者在听课的同时可以看到教室中的虚拟教师和其他学习者,并可以与他们进行交流。

虚拟教师如果要教授实验部分的知识或者学习者要在虚拟环境中做实验,可以选择去虚拟实验室。虚拟实验室中有必要的实验设施,可以让用户对实验设施进行操作。

虚拟图书馆是运用虚拟现实技术、网络技术和数字技术将文献信息资源以及各种数字资源整合,通过网络提供远程服务,使处在不同地理位置的用户可以方便地利用这里的数字化信息资源。虚拟图书馆中按照各种不同专业类别将电子图书分类放在不同的书架上,用户进入虚拟图书馆后可以在虚拟图书馆内行走,并可以根据自己的需求选择图书。

虚拟生活休闲场景就是指除了虚拟教室、虚拟实验室和虚拟图书馆以外的一些学校校园场景,包括一些购物场所、健身场所、行事办公场所,以及学校的花草树木等。

3.虚拟学习资源

为了更好地促进学习者的学习,三维虚拟校园中必须提供充足的学习资源供学习者使用,系统不仅提供学习者学习过程中需要的学习资源,图书馆的图书资源,还提供一些可以供用户随时下载的资源。这些资源不仅是文本性质的,还包括一些声音、图片、图像等,给用户提供全方位、多感知的学习资源。

四、分布式三维虚拟校园系统技术实现

系统采用B/S结构,基于VRML-Java的分布式多用户虚拟现实系统,实现了多个用户共享一个三维虚拟校园环境,实现人机交互。服务器端的场景管理器负责整个系统的用户登录/注销管理、场景更新、多用户连接时的线程管理,并负责接受各个用户的场景更新数据包;客户端采用装有可显示VRML场景的Applet插件的浏览器来充当,负责本地的场景绘制渲染,通过键盘、鼠标等实现用户与虚拟场景之间的交互,接受服务器发送的场景更新数据,并维持同服务器之间的Socket连接。其结构如图2所示。

1.客户端

客户端环境是分布式虚拟现实系统中的用户在虚拟环境中协同工作的场所。本系统采用3D MAX等建模软件对校园模型进行建模,然后转换成.wrl文件,再利用VRML脚本语言给模型添加一些交互行为,但是VRML只能实现有限的交互性,而且这些交互都是一些单一的、缺乏内在的逻辑控制的交互行为。

Java语言不仅具有跨平台性,而且语言还具有强大的逻辑控制功能,同时Java Applet可以调用VRML规范所提供的EAI接口来对VRML场景进行控制,Java Applet还可以通过VRML嵌入到网页中。所以系统中客户端为装有插件的浏览器,客户端程序以Applet的方式运行在浏览器中,用于创建与服务器之间的Socket连接,接收服务器的广播报文进行解析,从而实现客户虚拟场景的更新,可以通过键盘、鼠标等控制用户虚拟化身在三维虚拟校园场景中的位置、方向和视角,实现用户与场景的交互。

2.服务器端

服务器端主要由三部分组成:Web服务器、场景及用户数据库、场景管理器。Web服务器负责提供基于WWW的Internet服务,将系统站点发布出去供客户端访问,用户可以通过客户端浏览器登录,进入三维虚拟校园系统;场景及用户数据库用来管理系统的三维虚拟场景和用户的基本信息,其中保存了系统可调用的三维虚拟场景信息、进入场景中漫游的用户名称、用户密码,以及用户在虚拟场景中的虚拟化身等信息;场景管理器是服务器端的主要部分,它连接了Web服务器和场景及用户数据库,主要用于维护用户的登录/注销,管理不同用户与服务器之间的连接,从用户端接收数据报文,这些报文主要分为状态更新、加入/退出请求等几类,在解析这些报文以后,服务器再将这些信息以广播的方式发送给网络上的每一台客户机,用以更新客户机的虚拟场景,从而实现网络上客户与虚拟场景以及客户与客户之间的动态交互。

3.数据库连接

用户登录后与系统的交互不仅仅是靠客户端基于VRML场景本身所提供的数据信息进行交互,更多的是与系统中的其他用户的协作交互,而这些信息不能完全存储在客户端,这就需要数据库系统提供相应的支持。数据库中不光要存储用户的数据信息,学习资源的信息,最主要的还是要存储分布式系统中登录的不同客户端在场景中改变的数据,而且这些改变的数据还可以被不同客户端读取。由于VRML没有直接定义访问数据库的语句,因此VRML场景与数据库的连接一般是通过VRML规范所提供的EAI接口发送给Java Applet,由Java Applet实现对数据库的访问,最后将结果通过EAI接口返回给VRML客户端场景,从而实现与数据库系统的相互操作。

4.系统的时钟同步

分布式虚拟现实系统中一个关键的技术就是时钟同步技术,由于不同的计算机有自己的物理时钟,两台计算机的时钟不可能实现完全的同步。这是由于计算机的时间是由其固定的晶体振荡频率所决定的。虽然两个时钟之间的振荡周期的偏差可能相对很小,但是经过多次的累加之后会在时钟计数器中形成可以观察到的差异。因此,当系统长期运行时,这种差异就有可能影响到系统的实时性。为了消除这种实时性问题,可以利用统一的外部时间源来同步进程的时钟,也就是外部同步。当外部同步满足一定的精度,就能够通过本地时钟度量发生在不同计算机上的两个事件的间隔,达到内部同步。因此可以使用一个事件同步服务器,连接到一个接受UTC(Universal Time Coordinated,通用协调时)信号的设备上,用于实现系统外部同步。

五、结束语

利用分布式虚拟现实技术构建的基于网络环境的三维分布式虚拟校园系统使得位于不同物理环境位置的多个用户

可以通过网络对三维虚拟校园进行观察和操作,与其他用户进行交互,共享信息。用户不仅可以浏览到校园的风景,更可以感受到校园的文化氛围,可以更有效地促进学习者的学习。

参考文献:

[1]杨宝民.分布式虚拟现实技术及其应用[M].北京:科学出版社,2000.

[2]芦鸿雁,李斌兵.虚拟校园及其在现代化教学中的作用[J].科技资讯,2007(34):102-103.

分布式专家系统 第4篇

随着无线通信技术的快速发展,频谱资源的严重不足已经日益成为遏制无线通信事业的瓶颈。如何充分开发利用有限的频谱资源,提高频谱利用率, 是当前通信界研究的热点课题之一。近年来,分布式天线系统作为一种新兴技术引起了学术界的广泛关注。分布式MIMO系统,在有些文献中也被称为分布式天线系统( DAS) 。

在无线通信中,系统误码率是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标,对系统的网络规划, 天线布局等问题的研究具有重要的理论和应用价值。文献[1]在假设使用了空时编码的条件下,对比了DMIMO和CMIMO的BER性能,但是信道模型没有考虑到阴影衰落和路径损耗的影响。文献[2]假设采用正交空时编码传输,讨论了线形小区DMIMO系统的BER性能,但是此系统模型过于简单。

因此,在前人研究的基础上本文综合考虑: 假设DMIMO系统圆形小区中移动台拥有多根接收天线, 信道模型采用快衰落、阴影衰落和路径损耗的复合衰落信道,根据给出的移动台在小区内任意分布模型,在假设使用正交空时块码传输的条件下,推导了用户端的误符号率,并利用Simpson近似,给出了小区平均误符号率的理论解析表达式。

1系统模型

考虑一个如图1所示的分布式天线系统。假设小区是一个半径R的圆形小区,N个分布式天线任意地摆放在小区的不同位置,记为APn( n = 1,2,, N) 。不失一般性地,假设每个移动台( MS) 均有L个天线,并且移动台按一定的概率密度分布在小区范围内。移动台和APn的位置分别用极坐标( ρ,θ) 和( rn,θn) ( n = 1,2,,N) 表示,其中 ρ 和 θ 为移动台相对于小区中心的距离和方位角。rn和 θn为APn相对于小区中心的距离和方位角。

本文只考虑分布式天线系统的下行传输,假设M个符号{x1,,xM}通过空时编码在T个时隙里面发送出去,在每个时隙t( t = 1,,T) ,N个AP同时发送信号xtn( n = 1,,N) 。根据系统模型,接收端信号可以表示为:

其中,Yt是接收端在时隙t的接收信号,元素yl，t则是用户端第l个天线在时隙t收到的信号; Es是发送功率; Xt= [x1，t,,xN，t]T表示各个AP在时隙的发送信号,且满足xn，t= 1; N表示加性白噪声,服从循环对称复高斯分布[3],具体地,N中各个元素服从均值为0方差为 σz2的独立复高斯分布; H是L N矩阵,代表AP和用户端的复衰落信道系数,这里假设信道是准静态的,且在个时隙里面是一样的,H的具体建模如下所示:

这里,[ H]l，n是H第l行第n列的元素,表示用户端第l个天线和APn的信道衰落; gl，n表示用户端第l个天线和APn之间的快衰落系数,且建模为零均值单位方差的复高斯变量,即gl，n~ CN( 0,1 ) ; Sn表示APn和( ρ,θ) 处移动台间的路径损耗和阴影衰落,服从均值为 μ 方差为 σ2的对数正态分布,即10log10sn~ ( μ ,σ2) ; 其中,μ 取决于APn和用户端的路径损耗。dn是APn与MS之间的距离。根据系统模型可得到dn的表达式为:

2系统下行误符号率分析

假设接收端对信号进行最大似然估计,其估计准则可以建模为:

根据文献[4]的研究结果,可以得到正交STBC的译码结果为:

这里, 是零均值加性高斯噪声,其方差为, 且有:

由于各个AP分散在小区中,不妨假设其相互独立,那么,在MPSK调制下,基于大尺度衰落的条件SER有如下形式[5]:

上式中,PSER(ρ,θ) {Sn}1N表示基于大尺度衰落的条件SER,γ珔n表示来自APn信号的接收端SNR的条件均值,且有:

在高 的前提下,式( 8) 可以近似为[5]:

符号 ω 有如下表示:

由于Sn服从对数正态分布,根据概率论的知识,可以得到 也服从对数正态分布。则有 ,因此,对式( 11) 进行大尺度衰落的统计平均,就得到了SER的完整表达式:

μn取决于APn和用户之间的路径损耗。本文对路径损耗有如下建模:

其中,α 是路径衰落指数,dn是第n AP和用户之间的距离。因此,可以将式( 14) 进一步简化为:

式( 16) 得到的误符号率是关于移动台位置( ρ, θ) 的函数,不能反映整个系统下行误符号率的性能的指标。因此,考虑到移动台在小区中随机分布的影响,分布式天线系统下行误符号率表示为:

由于MS在小区内是任意分布的,上式比较复杂通常无闭合解。本文利用复化Simpson积分公式对小区平均误符号率进行近似:

这里W代表如下运算:

其中P和Q分别是极径和极角划分的等距节点数, δp，q是权值,为矩阵W的第p + 1行,第q + 1列的元素。特别地,矩阵W为:

2仿真结果分析

本节通过计算机仿真,验证系统下行误符号率理论表达式的准确性。通常考虑一个半径为R的圆形小区作为测试系统。如图2所示,将小区分为图中的两个区域,区域1即 ψ1是中心坐标为( 0,0) 半径为r的圆; 其余部分为区域2记为 ψ2。假设MS在小区内分布的概率密度表达式为:

其中,S是整个小区的面积,S1是区域1的面积。λ∈ [0,1]表示MS分布在区域1的概率。λ 的取值决定MS在小区的分布情况,当 λ > S1/ S时,MS集中分布在区域1; 当 λ < S1/ S时,MS集中在区域2; 当 λ = S1/ S时,MS服从均匀分布。特别地,当 λ = 1时,MS全部集中在区域1,相应地当 λ = 0时,MS分布在区域2[6]。

具体仿真参数如表1所示。

图3 - 6分别给出了不同场景下,系统下行误符号率随传输信噪比( SNR) 的变化情况。从这些图中可以看出,随着信噪比的增加,系统平均误符号率不断减小。图3 - 4分别给出了移动台均匀分布( λ = S1/ S) 和非均匀分布( λ = 0. 6 ) 时,不同阴影衰落标准差 σ 下,系统平均误符号率随传输信噪比的变化情况。从图中可以看出,随着阴影衰落标准差的增加,阴影衰落变得越来越大,进而使移动台接收信噪比降低,并导致系统误符号率升高,使系统性能变差。

图5 - 6分别给出移动台均匀分与非均匀分布( λ = 0. 6) 时,不同移动台天线数目L下,系统的下行平均无符号率性能。两图表明,移动台的天线数目越多,移动台接收到的信号分集度就越高,移动台的接收信噪比得到显著提高,因而系统平均误符号率性能也得到很大提升。

4结束语

本文研究了分布式MIMO系统在复合信道下的小区系统平均误符号率问题。假设移动台有多根接收天线,在发送端采用了覆盖式的传输方式。本文首先推导了给定移动台位置情形下的下行链路点对点误符号率表达式; 然后考虑移动台在小区内任意分布特点,进一步推导出小区平均误符号率的近似闭合表达式。仿真结果显示该表达式的理论值与计算机仿真值大致吻合,表明该表达式可以广泛用于各种场景下系统误符号率的评估,可为未来小区规划、天线布局等问题提供参考。

摘要：首先建立了包含快衰落、阴影衰落和路径损耗的复合衰落信道模型,对分布式天线采用覆盖式(BT)传输策略,推导出给定移动台位置的小区下行点对点链路误符号率表达式。并在高信噪比条件下,通过给出移动台在小区的任意分布图,推导出小区下行平均误符号率的近似闭合表达式。仿真结果表明,所推导的近似表达式可很好地反应系统的实际性能。

分布式文件系统 OpenAFS 第5篇

OpenAFS 是围绕一组叫做cell的文件服务器组织的。每个服务器的标识通常是隐藏在文件系统中的。从 AFS 客户机登录的用户将分辨不出他们在哪个服务器上运行，因为从用户的观点来看，他们想在有可识别的 UNIX 文件系统语义的单个系统上运行。文件系统内容通常都是跨 cell 复制，以便一个硬盘的失效不会损害 OpenAFS 客户机上的运行。OpenAFS 需要高达 1 GB 的大容量客户机缓存，以允许访问经常使用的文件。它还是一个十分安全的基于 Kerbero 的系统，它使用访问控制列表 (ACL) 以便可以进行细粒度的访问，这不是基于通常的 Linux 和 UNIX 安全模型。

缓 存管理器碰巧是 OpenAFS 的一部分，很奇怪，它只作为底层文件系统与 ext2 一起运行。除缓存管理器之外，OpenAFS 表层的基本结构很像现代的 NFS 实现，

但是，基本架构却一点都不像，而且必须慎重看待它的任何并行。对那些仍喜欢使用 NFS，但是又想利用 OpenAFS 程序的人来说，可以使用所谓的NFS/AFS 翻译器。只要 OpenAFS 客户机被配置为 NFS 服务器机器，您就应该能够享受这两种文件系统的优点。

NFS 是位置无关的，它把本地目录映射到远程文件系统位置。OpenAFS 对用户隐藏了文件位置。因为可能所有的源文件都以读写副本的形式保存在复制到的不同文件服务器位置上，必须保持复制的副本同步。为此要使用一项称作Ubik的技术，它源于单词“ubiquitous(无所不在)”，是东欧拼写法。Ubik 过程使 AFS 文件系统上的文件、目录和卷 (volume) 保持同步，但是通常运行三个以上文件服务器进程的系统获益最多。系统管理人员可以将一个 AFS 站点的几个 AFS cell 分组 ―― 这个以前的缩写词 AFS 已经被保留在 OpenAFS 文件系统的语义中了。管理人员将决定 AFS cell 的数目，以及 cell 使存储器和文件对站点内的其他 AFS cell 可用的程度。

分布式系统中网络负载平衡的研究 第6篇

关键词:分布式系统;网络负载平衡;动态负载平衡

中图分类号:TP393 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 06-0000-02

Research of Network Load Balancing in Distributed Systems

Pei Gang,Zeng Weidong,Deng Hairong,Su Baoxian

(95876 Troops,Shandan734100,China)

Abstract:Distributed systems can effectively reduce processing bottlenecks,which has strong fault tolerance has been quite extensive research and application.This paper introduces the definition of distributed systems and load balancing technology,which focused on the dynamic load balancing strategy.Finally,according to the characteristics of distributed applications,proposed a distributed system network load balancing solution,and gives the algorithm description and models.

Keywords:Distributed system;Network Load Balancing;Dynamic Load Balancing

网络负载平衡主要目的是降低任务平均响应时间,提高系统资源利用率。分布式系统的任务能够迅速和有效地运行,除了依赖于系统规模、各节点的运算能力和并行算法外,还包括对负载平衡的调度和管理。负载平衡是影响系统并行效果的一个非常关键的因素,因此,负载平衡问题对分布式系统的研究与发展具有十分重要的现实意义。

一、分布式系统

分布式系统在不同的文献给出的定义也不同,本文只选用其中的一种定义说法,其定义如下:一个分布式系统是一个对用户看起来像普通系统,然而运行在一系列自治处理单元(PE)上的系统,每个PE有各自的物理存储器空间并且信息传输延迟不能忽略不计。在这些PE间有紧密的合作。系统必须支持任意数量的进程和PE的动态扩展。

分布式系统要求的属性主要有以下几点:

1.任意数目的进程。每个进程也被称作一个逻辑资源。

2.任意数目的PE。每个PE也被称作一个物理资源。

3.通过消息传递的通信。这提供了比主/从方式更合适的合作式消息传递方式。

4.合作式进程。进程间以一种合作的方式交互,或者说多个进程用于解决一个共同的应用而不是几个独立的应用。

5.通信延迟。两个PE间的通信延迟不可忽略。

6.资源故障独立。没有任何单个逻辑或物理的资源故障会导致整个系统的瘫痪。

7.故障化解。系统必须提供在资源故障的情况下重新配置系统拓扑和资源分配的手段。

本文所讨论的分布式系统便是基于以上描述的。

二、负载平衡

(一)负载平衡产生原因及定义

分布式系统由于其任务到达的随机性,以及各处理结点处理能力上的差异,当系统运行一段时间后,某些结点分配的任务还很多造成超载,而另一些结点却是空闲的造成空载。如何避免这种空闲与忙等待并存的情况,从而有效地提高系统的资源利用率,减少任务的平均响应时间,这成为了负载平衡产生的原因。

负载平衡就是设法对己经提交给各结点的任务进行重新调度分配,并通过任务迁移,使各结点负载大致平衡,从而提高系统的资源利用率,减少任务的平均响应时间,达到提高分布式系统整体性能的目的。

负载平衡是一种负载分配技术,它试图平衡系统内所有结点上的负载,以使得系统内各个结点上的负载基本相等,但这种相等不是简单的任务数目相等,而是根据这些结点自身的性能综合得出的负载权值相等,因此需要根据系统内结点的负载变化进行任务的动态迁移。

(二)负载平衡的分类

负载平衡可以分为静态负载平衡和动态负载平衡两大类。

静态负载平衡就是根据过去的经验或系统本身信息收集,把外来的任务分配给各个结点,或对某些结点上的任务进行重新分配。静态负载平衡方法优点是实现简单,在一定的应用范围里具有优势,但其效率取决于对系统本身以及交互的任务是否有了解充分,如任务的执行代价和任务之间的通讯代价,处理机的性能以及硬件配置等。因为这些经验往往是不可能事先获取或不准确的,所以动态负载平衡是最常用的方法。

动态负载平衡主要用于任务不确定的情况,其决策取决于系统当前的状态,也就是说,系统可以根据当前的负载分布情况,对各个节点上的负载进行动态的调整,使超载结点上所分配的任务,通过通讯设备,迁移到轻载的结点上去,使之提高系统资源利用率,达到减少任务的平均响应时间的目的。相对于静态负载平衡,它具有更大的针对性和灵活性,可根据系统当前的负载状态有目的地进行负载平衡。

(三)动态负载平衡策略

动态负载平衡策略的就是决定超载结点如何去寻找一个空闲结点,然后将自己的新任务请求转发给空闲结点。目前常见的几种平衡策略主要有以下几个:

1.最快响应法。这样的定位策略是当一个节点超载时向系统内发布一条超载消息给所有节点,系统内的其他节点接收后立即对自己的负载状态进行查看,如果空闲就发出接受响应,平衡器记录结点本身到系统中各个结点所需的网络响应时间,将新任务分配给响应时间最短的结点。

2.最少连接法。最少连接法的平衡器记录当前所有结点的活跃连接,把新的任务请求发给当前连接数最少的结点。最少连接法是针对TCP连接的,由于不同任务对系统资源的消耗及利用差异会比较大,连接数量无法真实的反映应用负载情况,也就是说这种方法没有考虑到任务请求强度和服务器的性能。

3.最低缺失法。最低缺失法中的负载平衡器长期记录到各结点的请求情况,在进行平衡负载时,负载平衡器把新的任务请求发给记录里处理请求最少的结点。和最少连接法不同的地方是,最低缺失法记录的是过去的连接数,而不是当前的连接数,所以无法真实反映结点实时负载状况。

4.随机法。随机法给系统中各结点赋予一个由伪随机算法产生的值,具有最小或最大随机数的结点最有优先权。随机法实际上相当于无偏见的给各结点产生权值,每个结点都有可能获得最大的优先级。这也是一种机会均等的调度算法。这种算法和轮转法一样,需要在相同的结点环境中才能运行得最好。

三、负载平衡优化策略及模型设计

(一)负载平衡优化策略

负载平衡优化策略的目的是为了解决在任务迁移过程中所引起的抖动问题。抖动问题是指系统的某个结点超载时,需要定位查找一个空闲结点并转移自己的超载部分任务,查找定位结点不当就会产生抖动问题,超载的任务在转移到新结点后,发现新结点的负载能力有限而不得不将任务再次转移,多次反复转移增加了任务的执行时间,降低了系统的整体执行效率。

优化策略方法中引入了管理站结点,由管理站结点收集系统中各个结点的负载情况,并根据接收结点实时负载值,生成接收结点负载线性表,根据负载能力将接收结点进行排序,当结点超载时,由忙结点来顺序查找接收结点负载线性表,查找到第一个与自己直连的结点,然后转移超载部分任务。这样的策略方法保证了忙结点查找到的空闲结点最佳空闲结点,是当前接收结点中负载能力最强的结点,避免了转移到的新结点因为执行能力有限而再次转移任务引起的抖动现象。

(二)负载平衡策略算法实现

负载平衡策略重点是在启动策略、定位策略以及信息策略方面做以改进。负载平衡策略的目标是对系统中各结点负载能力进行更加有效地评估、及时准确的评价系统负载以及快速查找定位空闲结点以转移新任务,避免任务迁移过程中有抖动问题出现,从而减少任务平均响应时间,提高分布式系统整体执行效率。

负载平衡调度算法描述如下:

1.系统管理站周期性地启动运行动态负载值采集计算程序,根据收集到的各个结点自身的各项负载参数,计算出系统中结点的动态负载值 及实时负载值 。

则结点 转变为发送者,在管理站的结点负载信息表(LIT)中备份记录,同时由管理站将结果返回给系统中各个结点的结点负载状况表(LST)。

ELSE

则结点 转变为接收者,在管理站的结点负载信息表(LIT)由备份记录,同时由管理站将结果返回给系统中各个结点的结点负载状况表(LST)。

Endif

Endif

2.管理站根据计算后的结点的实时负载值 降序排列结点编号,生成接收结点负载线性表,并且保证管理站所保存的接收结点负载线性表永远是最新的。

3.对系统中任意一个结点 ,新任务请求到达时,

DO

查询自身结点负载状况表(LST)

If结点为接收结点

则接收任务请求

EISe

结点为发送结点,顺序查找管理站中的接收结点负载线性表

If

找到一个与自己直接相连的结点 ,将任务请求转移给结点

EISE

等待

Endif

Endif

Enddo

4.继续转1重复操作。

对系统中每一个结点,有任务到达时读取该结点自身保存的结点负载状况表(LST),如果结点为发送者结点,则由定位查询模块寻找可以接收任务的空闲结点,之后结点任务迁移模块将新到达的任务迁移到负载较轻的结点,直到所有结点都不超载,从而达到负载平衡的效果。

(三)负载平衡系统的模型设计

负载平衡系统的主要由普通结点和管理站结点组成。普通结点包含了任务迁移模块、定位查询模块、通信模块和负载信息存储模块。管理站结点中有通信模块、结点负载信息收集计算模块和接收结点负载线性表生成模块。管理站结点是系统中性能相对较高的结点它不接收执行任务,只负责定期收集并计算系统中各个结点的负载信息,根据收集来的负载信息、将接收结点的信息提取出来,并根据接收结点的实时负载值来构造接收结点负载线性表。

负载平衡系统模型如下图1所示:

图1负载平衡系统模型

结点负载信启、收集计算模块:负责周期性的收集各结点负载信息并计算各小结点的动态负载值和实时负载值。

定位查询模块:结点超载时,由定位查询模块通过通信模块与管理站通信,并顺序查找接收结点负载线性表,寻找可以转移自身任务的空闲结点。

任务迁移模块:在定位查询模块定位到可以转移任务的空闲结点后,负责任务转移工作。

负载信启、存储模块:存储结点自身负载信息。

接收结点负载线性表生成模块:管理站根据系统甲接收结点的实时负载值构造接收结点负载线性表,以供超载结点查询访问。

四、结论

网络负载平衡是分布式系统性能优化的关键,负载平衡的好坏直接影响到整个分布式系统的运行效率。本文在动态负载平衡策略的基础上,提出了一种分布式系统负载平衡优化策略,并给出了其算法描述和模型。本文所提出优化策略的是一种较为理想、相对完善的分布式系统网络负载平衡解决方案,具有一定的理论和现实意义。

参考文献:

[1]王友良,叶柏龙.分布式系统甲动态负载平衡的研究.科学技术与工程,2005,9

[2]张宇晴,佟振声,胡旦华.分布式系统中动态负载平衡算法的研究.计算机仿真,2003:20(9)

[3]陈志刚,曾志文.中间应用服务器动态负载均衡的物理模型,计算机工程,2001:1(1)

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分布式日志恢复系统实现 第7篇

1 系统故障

1.1 事务内部

事务出现的故障各种各样。事务故障有可能是由不正确的输入数据或死锁引起的。另外,如果其他事务访问同一个数据,有些并发控制算法并不允许当前事务继续运行,甚至也不允许它等待,这也会造成故障。

事务内部的故障[2]可细分为可预期的和不可预期的。可预期的事务故障是指故障的发生可以通过事务程序本身来检测。例如:在转账事务中,事务主动检查贷方余额是否足够支付转账,若发现不足,则废弃子事务,数据库状态没有因为子事务发生变化;不可预期的事务故障是指故障的发生是不可以提前预料的。

1.2 系统

系统故障的表现形式是使系统停止运转,必须经过重启后系统才能恢复正常。例如,CPU故障、系统死循环、缓冲区溢出、系统断电等。这类故障的特点是使正在运行的事务受到影响,但数据库本身没有被破坏,内存中的数据全部丢失。一方面,一些尚未完成的事务的结果可能已被写入数据库中;另一方面,一些已提交的事务的结果可能还未更新到磁盘上。因此,系统故障发生后数据库可能处于不一致的状态。

1.3 存储介质

存储介质故障是指存储数据的磁盘等硬件设备发生的故障。例如,磁盘坏损、磁头碰撞、瞬时强磁场干扰等均为存储介质故障。这类故障的特点是不仅使正在运行的所有事物受到影响,而且数据库本身也被破坏。因此,同前面两种故障相比,存储介质故障是一种较严重的故障类型。

1.4 通信

前3个故障都是单场地故障,也是集中式数据库中的故障。对于分布式数据库而言,还要进行各个场地的通信,因此还会产生通信故障。通信故障[3]可细分为网络分割故障和报文丢失故障。网络分割是指通信网络中一部分场地和另一部分场地之间完全失去联系;报文丢失是指报文本身错误或在传送过程中丢失而导致数据不正确。

2 分布式日志恢复系统

分布式日志恢复系统主要由内存分析、基本日志分析和动态日志分析等子系统组成。如图1所示。使用Groovy技术[4]和JavaScript技术进行日志分析,Groovy具有动态弱类型,以及无缝访问JavaAPI等特性,Groovy语言非常适合于开发分布式日志恢复系统中日志分析的应用程序。JavaScript是一种直译式脚本语言,是一种动态类型、弱类型、基于原型的语言,内置支持类型。它的解释器被称为JavaScript引擎,为浏览器的一部分,广泛用于客户端的脚本语言,也适合应用于分布式恢复系统中日志分析部分。

2.1 内存

内存分析模块主要包括选择日志文件、执行分析、导出Excel表格、执行SQL语句、清空日志文件等功能。选择日志文件子模块主要是从内存中选择需要使用的日志文件,这样可以实现分布式日志恢复系统中数据的恢复;执行分析功能子模块主要是对选择的日志文件使用groovy技术和JavaScript技术进行分析,看看此日志文件是否能够对分布式日志恢复系统中数据的恢复起到作用;导出Excel表格子模块主要是通过执行分析功能子模块得到的对分布式日志恢复系统起作用的日志文件,可以导出到Excel表格中,为以后的日志恢复工作奠定基础;执行SQL语句子模块就是通过执行分析功能子模块得到的日志文件对数据库中的数据执行SQL语句显示数据库的恢复;清空子模块就是对分析得到的数据进行清空。

2.2 基本日志

基本日志分析模块主要包括选择日志目录、执行分析和清空输出3部分构成。选择日志目录子模块主要选择要对数据库数据恢复有帮助作用的日志目录文件;执行分析子模块主要是对选择出的对数据库恢复有益的日志文件进行分析,分析看是否对数据库中的数据恢复有帮助;清空输出子模块主要是对分析出的对数据库数据恢复起帮助作用的日志进行清空输出。

2.3 动态日志

动态日志分析模块主要包括选择日志目录、执行分析和清空输出等功能。选择日志目录子模块与基本日志分析中的选择日志目录功能基本相同,但是此功能还具有动态性,可以自动地出现与数据库中数据恢复相关的一些日志文件;执行分析[5]子模块与基本日志分析中的执行分析模块的功能相同;清空输出子模块与基本日志分析中的清空输出子模块的功能相同。

3 分布式日志恢复协议

分布式日志恢复系统中的数据和记录分布在各个局部日志恢复系统中。每个局部日志恢复系统有自己的恢复机制,局部日志恢复系统发生故障时可以使用自己的恢复机制进行数据的恢复。但是分布式日志恢复系统的事务往往是跨结点执行的,称为全局事务。全局事务可以分解为若干子事务,每个子事务所需要的数据分布的各自的局部日志恢复系统中。全局事务发生故障时,系统不但要保证子事务的原子性,还要保证全局事务的原子性,需要在结点间进行协调来恢复分布式日志恢复系统中的数据。原子性要么全部,要么全不的语义必须扩展到一个事务在多个日志恢复系统上的更新。因此要么提交所有的局部日志恢复系统上的所有更新,要么所有局部日志恢复系统上的所有更新都必须撤销,为此提出可以有效防止阻塞的数据恢复方法。

3.1 两阶段提交协议

两阶段提交协议可以保证分布式日志恢复系统事务在提交时的原子性,是一个非常简单而且优雅的协议。它通过让所有相关的站点都在事务效果变成永久性之前接受提交操作,从而实现了将局部原子提交操作扩展到分布式事务的情况。

两阶段提交协议[6]的基本思想是:任命一个站点作为协调者,其他拥有该事务的站点为参与者,由协调者询问所有的参与者是否准备好提交事务,如果有一个参与者投了“终止票”或在规定时间内未对协调者做出响应,则协调者将命令所有的参与者终止事务;如果所有的参与者都投了“提交”票,则协调者决策所有的参与者提交事务。

在2PC协议中,协调者和参与者之间的操作如图2所示。这里圆圈代表状态,虚线代表协调者和参与者之间的消息,虚线上的标记标识消息的内容。

参与者事实上变得依赖于协调者,只要它处在prepare状态,它就不得不与协调者通信,这也可以看成是参与者丢失了某种自治性。由于当一个发生故障并重启的参与者想要与协调者接触以解析他的prepare状态时,协调者自身也可能发生故障,因而不能保证事物在有限的范围内可以全局提交或撤销。即使参与者根本没有发生故障,而只是在向协调者发送“yes”投票之后没有收到它的任何信息,情况也是这样。参与者必须等待来自协调者的决定,它可能会被由此产生的不确定周期所阻塞。

3.2 三阶段提交协议

三阶段提交协议[7]是一种为非阻塞而设计的协议。一个在单状态转移中同步的提交协议是非阻塞的,当且仅当它的状态转移满足如下两个条件:(1)没有任何一个状态是既和COMMIT状态相邻,又和ABORT状态相邻的。(2)不存在与COMMIT状态“邻接”的非可提交协议状态。

三阶段提交协议的基本思想是:由协调者询问所有的参与者是否准备好提交事务,参与者发出“提交”或“终止”事务的应答。如果协调者收到了所有的参与者的“提交”票后,发出“全局性预提交”命令,当参与者收到协调者发出的全局预提交命令后,就向协调者发全局预提交确认函,协调者一旦收到了所有的参与者的预提交确认函,就发出全局性提交命令;如果有一个参与者投了“终止票”或在规定时间内未对协调者做出响应,则协调者将命令所有的参与者终止事务。

在3PC协议中,协调者和参与者之间的操作如图3所示。

4 结语

分布式日志恢复系统已经有很多年的历史,分布式日志恢复系统的数据恢复技术有很多,基于日志的恢复技术能有效地提高分布式日志恢复系统中数据的安全性。研究了分布式日志恢复系统的一些故障和分布式日志恢复系统结构,着重讨论了分布式日志恢复系统的日志恢复技术以及日志恢复协议。证明分布式日志恢复系统一旦出现故障导致数据丢失,可以安全地完整恢复分布式日志恢复系统中的数据,分布式日志恢复系统可以高效地运行。

参考文献

[1]陆丹.基于P2P云存储备份系统设计及日志恢复实现[D].吉林大学,2013.

[2]栾洋洋.分布式数据库HBase故障恢复方法研究[D].兰州理工大学,2013.

[3]杨秀锋.ORACLE数据库故障处理一例[J].中国新通信,2013,(17):23.

[4]杨哲.基于Groovy的分布式网络爬虫系统的设计与实现[D].西南交通大学,2010.

[5]曾金梁.分布式日志分析系统的设计与实现[D].北京邮电大学,2014.

[6]罗刚.关于2PC协议对分布式数据库的事务恢复机制[J].软件导刊,2012,(09):110-112.

分布式绩效管理系统 第8篇

关键词：供电企业,绩效管理,绩效体系,管理系统

1 绩效系统的设计思想

1.1 分布式系统。

充分利用现有的办公自动化平台, 各考核主体可在本部门 (系统) 通过WEB终端直接访问主服务器登陆管理系统, 进行相应的考核评价、绩效合约签订和工作信息报送等工作, 从而达到以一种可控的方式与其他用户共享这些资源的目标。

1.2 绩效系统设计思想。

1.2.1稳定的操作平台。该系统采用windows操作系统和JAVA语言, 利用现在大型软件企业主流的开发工具My eclipse, 在SSH框架技术的基础上搭建起稳定可靠的绩效管理平台。1.2.2处置海量数据。供电企业属资金、技术密集型企业, 机构设置、岗位角色相对较多, 管理粒度细、标准高、创新能力强, 确立的评价标准少则几万条 (以大庆局为例) , 每月产生的考核结果信息及分析信息有几十万条, 且随着企业经营中对绩效结果运用的不断扩展, 需要采用针对海量数据处理的系统策略才能实现系统长期稳定高效运行。1.2.3模块化功能设计。模块化设计能降低系统操作的复杂性, 把大的问题拆分成若干个小问题, 使系统结构简明清晰, 提高系统的可扩展性和可靠性, 增强系统的可维护性和可重用性。在数据交换方面, 设置能够跟大部分主流系统兼容的接口, 保证了数据源的多样性。系统还实现了数据定制功能, 用户可以对考核单位、员工人数、考核指标等进行灵活的定制, 并且能够智能判断分析定制元素是否符合规范。系统设置企业负责人考核、战线领导考核、部门考核、员工考核、班组任务管理、工作积分管理、奖金分配等10大功能模块。1.2.4良好的人机交互。用户友好是软件界面设计中一个非常重要的原则。用户友好的软件可以增强用户满意度并提高用户的工作效率。本系统采用标准化、模板化的页面, 给出丰富多样的提示信息, 能够帮助用户快速掌握系统功能。针对本系统有大量信息输入的特点, 系统提供联想输入、智能查询等交互方式, 有效地减轻用户负担。1.2.5智能查询方便导出。本系统对考核结果采用图形化的展示方式, 给用户提供直观感受, 同时可以实现模糊查询、组合查询及历史查询等功能, 并且能够对查询结果以EXCEL的形式定制、导出。

2 绩效管理体系设计

2.1 绩效管理指标体系。

指标体系 (Indication System-IS) 的建立是进行评价的前提和基础, 它是将抽象的研究对象 (本系统中为绩效) 按照其本质属性和特征某一方面的标识分解成为具有行为化、可操作化的结构, 并对指标体系中每一构成元素 (即指标) 赋予相应权重的过程。

指标体系建立的是否科学合理是绩效管理能否取得良好成效的重要基础, 也是能否充分调动干部、员工参与绩效管理的直接动力。制定指标的过程也是绩效管理体系不断完善的过程, 管理者必须和员工共同参与, 在不断交流和反馈中制定科学、全面、合理的绩效管理指标体系。无论是制定部门绩效指标、还是员工的绩效指标都必须遵循SMART原则:

SMART原则 (S=Specific、M=Measurable、A=Attainable、R=Realistic、T=Time-based) 主要包括以下五个方面:

a.绩效指标必须是具体的 (Specific)

b.绩效指标必须是可以衡量的 (Measurable)

c.绩效指标必须是可以达到的 (Attainable)

d.绩效指标是实实在在的, 可以证明和观察 (Realistic)

e.绩效指标必须具有明确的截止期限 (Time-based)

绩效管理指标按其重要性可分为:关键绩效指标 (KPI) 和一般绩效指标 (CPI) 。2.1.1部门绩效管理指标体系。部门绩效管理指标体系包括经营和管理、安全生产、党风廉政建设、队伍稳定四类指标。其中经营和管理类指标包括: (1) 关键绩效指标 (KPI) , 在突出部门重点工作及公司重点工作协调推进的基础上, 要求部门围绕公司年度重点工作目标任务和公司阶段性重点工作, 将省公司下达的企业负责人年度业绩考核指标分解到指定责任部门, 再从指定责任部门分解到基层单位。 (2) 一般绩效指标 (CPI) , 根据公司自身生产经营的特点提出部门及基层单位的阶段性重点工作任务。其中, 安全生产、党风廉政建设、队伍稳定三类指标, 为指定责任部门考核指标, 均为关键绩效指标 (KPI) 。大多数指标按照公司-部门-基层单位三级设置, 有些指标可以分解到班组及岗位, 形成五级绩效指标, 例如安全方面关键绩效指标可以延伸至班组、岗位, 形成五级指标。关键绩效指标制定流程, 如图1。根据部门及基层单位重点工作任务及工作特点设立指标权重, 见表1。2.1.2员工绩效管理指标体系。员工绩效管理指标体系涵盖关键业绩指标和重点工作任务指标两大类。关键业绩指标是对企业业绩考核指标、上级下达关键业绩指标和本单位关键业绩指标的分解。从工作性质、工作强度、技术含量、工作质量等多维度对每个岗位, 每项工作设置量化分值, 做到一岗一表、标准清晰、指标量化。根据SMART原则, 该体系主要从工作业绩、工作能力、工作态度三方面提炼。主要以工作业绩指标为主, 权重占70%, 工作能力和工作态度是职工绩效考核的共性指标, 各占15%。 (1) 工作业绩。工作业绩是指完成工作目标的程度, 包括完成工作的数量、质量、效率以及对部门目标的贡献程度等。工作业绩是职工考核的特性指标, 根据部门工作目标, 工作任务以及职工的岗位职责确定, 主要包括岗位关键绩效指标 (KPI) 、岗位职责指标 (PCI) 。a.岗位关键绩效指标:与部门的关键绩效指标存在一定的关联性, 体现部门绩效目标到个人的分解。b.岗位职责指标 (PCI) :是根据岗位的关键职责而建立的量化与规范性评价指标。 (2) 工作能力。工作能力是指胜任本职工作必备的知识、技能、经验、体能等主观条件。 (3) 工作态度。工作态度是指积极性、责任心、合作意识、敬业精神、职业道德、服务意识等。

2.2 绩效管理评价体系。

评价体系是构成绩效管理系统综合评价结果的理论依据。评价体系设计的是否合理关系到评价结果是否科学, 如果评价体系设计不合理, 不仅不能科学的评价员工的绩效业绩, 而且会有损员工使用系统的积极性。更深层的说, 整个供电企业的绩效水平可能还会因为评价体系设计的失误而下降。在设计评价体系的过程中, 要考虑到同一指标对不同责任主体的相对重要程度不同, 所以进行指标权重设计时应充分考虑企业绩效评价主体的具体要求, 同时也应客观考虑到供电企业不同战线对企业贡献率之间的差别;绩效评价体系应根据战线、部门 (单位) 、员工, 组织特征的不同给出相应的权重设置。所以, 绩效管理评价体系是对实现指标体系目标任务的相关单位关联度的设计和为实现上述指标分解的任务所确立评价标准的集合。其标准多源于企业的工作标准、技术标准、管理标准。通过量化、细化、规范、客观的评价标准, 使评价结果科学化、可视化。2.2.1部门绩效管理评价体系。部门指标评价体系按3-5级的评价标准设置, 每一级按照百分制进行量化, 层级间按照权重进行计算, 得出最终的指标成绩。为激励员工工作的主动性和创新性, 增加了战线领导打分, 并且将其作为第一层级评价, 构成考核成绩的主体;在指定责任部门评价中增加亮点工作加分项, 每月由指定责任部门以对公司改革发展影响大、效果明显、成效突出、富有创新, 在公司内外产生重要影响, 彰显公司品牌形象为标准予以20%的加分奖励;基层单位对指定责任部门的工作配合程度、工作积极性、办公效率等方面进行评价;同时为嘉奖获奖单位, 增添了“其他项”加分, 最终形成150分的评价机制。2.2.2员工绩效管理评价体系。员工绩效评价体系也按照百分制设置, 在员工的考核中对工作业绩、工作能力、工作态度进行综合评价。把严谨、快捷、高效、高质、自主管理等作为员工评价体系的支撑元素。员工的工作业绩评价采用目标比较法、历时比较法及标杆比较法;针对重点工作任务指标主要从工作任务实施的进度、质量、成效等方面进行评价, 权重占70%。员工的工作态度及工作能力评价, 评价标准分级划分, 以单选形式评价, 权重各占15%。对于评价体系, 总的来说评价标准颗粒应尽量细化, 使工作成效量化更明显, 岗位考核优劣区分更清晰。这就对绩效管理工作质与量提出了更高的要求, 这也是我们用计算机实现本系统的原因之一。

2.3 绩效管理考核体系。

按照全视角绩效考核的“战线领导-部室-基层单位-自身”相互主客体理念, 基于供电企业业务的划分, 将部门 (单位) 进行分类管理 (即机关党群战线、营销战线、生产战线和后勤战线) 。这样的分类, 有利于形成同一战线不同部门 (单位) 之间的激励机制。2.3.1部门绩效管理考核体系。部门绩效管理考核体系按照主客体的关系, 划分为战线领导考核、部门考核、基层单位考核、绩效经理人考核及员工考核, 考核主客体之间既相互关联又相互制约, 形成了全方位的考核体系。绩效管理系统考核分值基础分为100分, 另有附加分值和可扩展分值。 (1) 指标分值部分:包括指标基础分值100分与指标可扩展分值 (指标分值的0~20%) 。指标部分考核包括四部分:经营管理类, 安全生产, 党风廉政建设, 职工队伍稳定。其中权重会依据自身生产经营特点而设置, 以机关战线指标权重举例, 如表2。a.部门同级考核。部门同级考核主要是考核两个具有相互支持和隶属关系的部门在考核期内正常业务配合完成的情况, 是对正常业务的考评。在制定该部分的考核指标体系时, 需要覆盖责任部门 (考核的主体) 和被考核部门之间相关工作的内容, 并逐层细化。b.部门自我考核。部门自我考核主要是部门领导根据本部门考核期内的本职工作完成情况进行自我考评, 是正常业务的考评。在制定该部分的指标时, 需要覆盖本部门所有本职工作内容, 并逐层细化。c.可扩展分值。各考核责任部门在考核期内除按指标打分外, 可根据被考核部门实际情况对每项指标进行加分, 此扩展分是在该指标取得创新及合理化建议等完成超出基本指标时给予的加分, 加分原则是将附加分值控制在指标总分的20%之内。绩效管理考核体系, 如图2。 (2) 附加分值部分:a.战线领导考核。各战线领导根据本战线部门及基层单位, 在考核期内对重点工作任务、正常业务和一些临时交办任务的完成情况进行直接考核, 该部分有±10分的评分权限。例如在每年的3-5月份之间, 各个供电企业都需要开展春检的工作, 这期间战线领导可以根据相关部门的春检准备或完成情况给予相应的加1-10分或扣1-10分。b.基层单位考核。基层单位考核主要是指基层单位 (营销战线、后勤战线和生产战线) 根据在考核期内责任部门 (考核的主体) 对其工作的支持和管理情况, 给予主体单位相应加1-10分或扣1-10分。c.绩效管理办公室考核。设“其它项”考核指标:针对指标外热点或考核指标没有涵盖的项目 (如:突发事件、各种竞赛取得名次、创新及合理化建议等) 所设, 根据具体情况, 给予加1-10分或扣1-10分, “其它项加分”的考核须由绩效管理办公室审批。2.3.2员工绩效管理考核体系。员工的考核体系由部门绩效负责人 (绩效经理人) 进行考核评价;重点工作任务指标主要从工作任务实施的进度、质量、成效等方面进行评价, 分值设置标准为百分制。工作业绩由绩效经理人考评, 权重占70%。综合评价部分为工作态度及工作能力, 设置为单选项考核方式。由绩效经理人、职工本人及关联职工采用经理人考核、职工自评、职工互评三种方式进行考评, 权重各占15%。 (1) 经理人考核。每个考核期部门领导根据考核对象的工作完成情况, 给出客观公正的评价, 在评价过程中绩效经理人要注重与被考核者的沟通。绩效评价完成后, 绩效经理人必须同被考核者进行面谈, 并将考核结果反馈给被考核者。 (2) 自我考核。自我考核是指部门内员工根据自己每个月的绩效表现, 给自己评分的功能。 (3) 员工互评。主要是指员工之间根据日常的工作表现与协作能力, 给出相互考评结果。

2.4 绩效奖金分配。

全局绩效奖采取分战线封顶和分战线考核的办法, 分为生产战线、营销战线、机关战线及后勤战线, 由人力资源部预先按奖金基数*本战线人员系数之和计算出各战线的预分配奖金上限封顶值, 分配给各战线。2.4.1部门月度绩效奖:首先以每个战线下所有部门中的最高分为满分, 将各个部门所得分数进行百分制折算作为本月实得分数。战线奖金折算分值:本战线所分配奖金总额/∑ (所辖部门n考核得分*所辖部门n人员系数和) n为所辖部门数部门所得奖金总额:战线奖金折算分值*本部门考核得分*本部门人员系数和。2.4.2各部门员工月度绩效奖:在每月绩效奖分配时, 各部门领导的月度绩效奖按部门绩效得分和岗位系数进行分配, 剩余额普通员工进行绩效分配部门领导奖金:战线奖金折算分值*本人岗位系数*本部门月度分数普通员工奖金: ( (本部门奖金总额-本部门领导奖金) /部门员工本月总分数之和) *本人本月总得分。

3 系统功能模块

设计并实现了供电企业绩效管理系统, 系统中包含企业负责人考核、部门绩效、员工绩效、奖金分配、查询统计和系统管理等10大功能模块。系统的功能框架如图3所示。

3.1 企业负责人考核。

在考核期间, 企业负责人可以直接对各个部门进行考核, 即在原有考核成绩的基础上实施加分或减分操作, 并实现加减分关联考核责任部门分数的功能。

3.2 部门考核。

在考核期间, 依据用户所在部门的部门考核权限, 针对权限内的部门在考核期间的具体工作情况, 对相应指标进行打分, 末级指标 (任务) 考核成绩根据所选评价标准细则直接生成, 若细则不够详细, 可以通过综合打分对该成绩进行调整, 调整需填写调整备注。考核成绩只能低于指标的

满分成绩;若考核成绩低于满分的50%, 系统自动将打分人的员工号、IP地址、时间以及指标信息等详细内容插入日志, 防止恶意打分。

3.3 员工考核。

在考核期间, 针对用户所在部门不同岗位的员工, 根据该员工在考核月度内的具体角色和工作情况, 对员工进行全方位的考核管理, 员工考核成绩由经理人考评、自我考评和员工互评组成。如果员工对考核结果不服, 可以通过申诉模块进行申诉。

4 系统成效与结论

大庆电业局绩效管理系统涉及二级单位48个、员工2097人、岗位1194个;绩效管理指标库中包含部门指标8825条, 员工指标20971条, 考核细则70440条;涵盖党群、行政等全局各项工作, 突出对安全生产、经营管理、党风廉政建设、队伍稳定四大指标充分细化, 利用现有办公自动化网络进行实时、动态考核, 可以完全替代传统的手工考核或单机操作考核模式, 系统效果如图4所示。

分布式绩效管理系统实现了检查、布置、督导工作同步进行, 考核结果与日常工作紧密结合, 督导检查结果实时可视化。而且, 采用计算机技术可以固化考核流程、固化评分标准、科学设置约束条件, 避免考核流于形式、考核中的“好好主义”和分战线间的小群体利益保护行为;考评者在评价标准中选择打“√”评价, 使考核快捷、方便、客观、公平, 在促进工作的同时, 为考核者减轻了负担。

该体系的设计以正向激励为主、反向约束为辅, 目的在于让干部员工知道怎么干、干到什么程度, 每月扣发的奖金滚动到战线奖金池中, 作为基数供下月再行使用。系统自7月份按“三集五大”新模式要求改进后, 以1000元为月度绩效奖金基数, 对48家单位进行考核。每月考评达1950多人次, 奖罚业务40多笔, 涉及员工应发奖金190余万元、考核奖金15600多元, 同一战线员工奖金差距80~120元不等。在有效激励全员提升工作质效的同时, 使标准化管理得到进一步固化提升, 得到广大员工的充分认可和一致好评。

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分布式专家系统 第9篇

天然气分布式能源系统是指以天然气为原动机燃料, 通过冷、热、电三联供等方式, 实现能源的梯级利用的能源输出系统。除了区域供电外, 还能为用户提供制冷、采暖、生活用热水等能源需求[1]。在大大的减少了远程电网输配电的能量消耗的同时, 实现了能源的梯级利用, 使燃料的利用率达80%左右。

目前许多发达国家都十分重视天然气分布式能源的应用和研究, 目标是为了将能源利用和环保水平提高到更高层次。早在1978年, 美国就已经开始提倡发展天然气分布式能源系统。1999年美国提出了“CCHP创意”和“CCHP2020年纲领”, 该计划拟在20年内大力推广以天然气为代表的分布式冷热电联产系统[2]。日本在能源的利用率上更是世界其他国家的榜样, 早在1978年就成立了“节能中心”, 并于1979年和1994年先后制定了《节约能源法》和《新能源计划》等, 1978~2008年间, 日本能源效率提高了30%, 其中天然气分布式冷热电联产系统在其中扮演了重要的角色[3]。英国在20世纪末期, 在全国范围内安装了近千个天然气分布式能源系统, 涉及到饭店、医院、学校、机场、商业中心等各类公共场所[4]。目前世界上, 丹麦是天然气分布式能源系统应用最大的国家, 天然气分布式能源的比率在整个国家能源系统中达到50%左右[5]。

近些年来我国逐渐认识到了热能的综合梯级利用的理念。先后于2007年、2008年、2010年批准并实施了《燃气冷热电三联供工程技术规程》、《分布式供能工程技术规程》、《分布式电源接入电网技术规程》等相关规程[6]。在国家大力支持下, 国内投产的天然气分布式能源项目逐年增加, 典型的天然气分布式系统如表1所示。目前应用的项目主要集中在上海、北京、广州等地区, 其中比较有代表性的有北京燃气集团生产指挥调度中心大楼燃气冷、热、电三联供系统采用燃气内燃机为原动机, 上海浦东国际机场通过燃气轮机实现冷、热、电三联供。这些天然气分布式能源系统主要以小型燃气轮机、微型燃气轮机、燃气内燃机为原动机。

本文以实际机型的运行参数为依据, 对这三类天然气分布式能源系统的冷-热-电输出特性, 系统能源使用效率, 系统经济性等进行分析比较, 并总结各自所适用的情况等。

1 典型的天然气分布式能源系统介绍

1.1 小型燃气轮机

小型燃气轮机的余热仅有废烟气一种形式, 其烟气温度较高, 90%以上的机组烟气排放温度都在450℃以上[7]。如果烟气流量足够可进入余热锅炉产生蒸汽, 进而推动汽轮机作功发电。但小型燃气轮机的功率较小, 余热量较少不适合产生蒸汽发电。小型燃气轮机天然气分布式能源系统如图1所示, 通过换热器和溴化锂吸收式制冷机置换小型燃气轮机排气的热量, 进而向用户供热、供冷。本文所对比的小型燃气轮机、微型燃气轮机和燃气内燃机的参数详见表2。

1.2 燃气内燃机

燃气内燃机的余热有废烟气和缸套冷却水两种形式, 烟气温度主要集中在400~500℃范围之内, 烟气的热量和热水的热量各占燃气内燃机废热总量的一半[8], 但余热水余热品位较低。燃气内燃机的分布式系统如图2所示, 通常采用换热器、溴化锂吸收式制冷机向用户提供低参数的热水、采暖及制冷需求。

1.3 微型燃气轮机

微型燃气轮机的余热同小型燃气轮机一样也仅有废烟气一种形式, 烟气温度主要集中在300℃左右。相比于小型燃气轮机其结构更为简单, 可采用低压或中压燃气, 系统与图1小型燃气轮机分布式系统类似, 但无需增设燃气增压设备。

2 系统性能指标

天然气分布式系统除由原动机供电外, 余热还通过系统向外供热和供冷。原动机的发电功率因原动机本身的特性而定, 而系统的供热效率、供冷效率以及由三者加和的系统效率是评价系统对燃料使用率的重要指标。而分布式系统相比于传统的火力发电系统的经济性在本文中由系统节能率体现。

2.1 系统制热效率

系统制热效率是由系统向外供应的热量与分布式系统消耗天然气热值的比, 如式 (3) 所示。系统制热输出热量的表达式如式 (1)

式中Qheating, out———系统制热输出热量/k W;

Mheating, in———进入换热器的烟气 (或热水) 的质量流量/kg·h-1;

hheating, in———进入换热器的介质的比焓/k J·kg-1;

Mheating, out———换热器出口介质的质量流量/kg·h-1;

hheating, out———出口比焓/k J·kg-1;

ηe———换热器的换热效率, 由换热器厂家提供, 无量纲;

ηheat———系统热效率;

φco———分布式系统消耗天然气热值/k W;

Qnet, ar———燃料的低位发热量/MJ·m-3;

Vgas———燃料的体积流量/m3·h-1。

2.2 系统制冷效率

系统制热效率是由系统向外供应的冷量与分布式系统消耗天然气热值的比, 如式 (6) 所示。系统制冷输出冷量的表达式如式 (4)

式中Qcooling, out———系统制冷输出冷量/k W;

Mcooling, in———进入溴化锂吸收式制冷机的烟气 (或热水) 的质量流量/kg·h-1;

hcooling, in———进入制冷机的介质的比焓/k J·kg-1;

Mcooling, out———制冷机出口介质的质量流量/kg·h-1;

hcooling, out———出口比焓/k J·kg-1。

COP———制冷机组的能效比, 是制冷机制冷量与输入功率的比值[4], 一般由制冷机组厂家提供, 无量纲。

ηcool———系统冷效率。

2.3 系统效率

冷热电联供系统的总效率, 是系统的电效率、热效率、冷效率之和, 如式 (7)

式中ηele———系统电效率;

ηsum———系统总效率。

2.4 系统节能率

本文所引入的系统节能率是指在单位时间内在产生相同的冷、热、电功率前提下, 联产系统相比于常规分产系统所节省的能源, 常规分产系统所消耗能源的比值, 如式 (8)

式中ηsv———系统节能率;

φse———分产系统的能源消耗量;

φco———联产系统的能源消耗量。

式中ηr———电厂发电效率;

ηL———电网送电配电效率;

ηh———供暖锅炉的供热效率。

以上各效率值参考《中电联发布全国电力工业统计快报》统计的数据。

3 热 (冷) -电比对系统运行的影响

因三类原动机的特性不同, 所产生的余热形式、余热品味、余热量都不相同。所以这三类分布式系统向外输出热量、冷量的能力也有所区别, 这直接反映在三类分布式系统的热 (冷) -电比不同的可变范围。此外在热 (冷) -电比的可变范围内, 系统效率和系统节能率之间的关系也是本节所研究的重点。

3.1 系统热 (冷) -电比

系统热 (冷) -电比β如式 (10) 所示, 式中Pe为原动机额定输出功率。系统热 (冷) -电比的两种极端情况是原动机供电外的全部热量都用于制冷或制热, 其余各工况下的系统热 (冷) -电比值都在这两个数值区间内变化, 经计算结果如表3所示。

从表3中发现, 当原动机余热全部用于制热时得到的系统热 (冷) -电比最大, 当余热全部用于制冷则得到最小值。三种天然气分布式系统中, 小型燃气轮机分布式系统可输出的热量和冷量多数情况下高于系统输出的电量, 而微型燃气轮机和燃气内燃机分布式系统可输出的热量和冷量明显低于系统输出的电量。在三种分布式系统的热 (冷) -电比变化范围内取多点进行计算, 得到在不同热 (冷) -电比下系统的制热效率、制冷效率和系统效率的对比曲线, 如图3、图4、图5所示。

从图3、图4、图5中可发现三种分布式系统的各效率值, 只在其各自的热 (冷) -电比变化区间内做变化, 其中制热效率和系统效率随系统热 (冷) -电比增大呈线性递增变化, 而制冷效率随系统热 (冷) -电比增大呈线性递减变化。这说明分布式系统输出的热量越多, 系统热 (冷) -电比越大, 系统效率越大。一般分布式系统考虑原动机安全使用寿命和运行的稳定性, 原动机的发电功率和效率都不随系统热 (冷) -电比的调节作改动。

3.2 系统效率

从图3、图4、图5中提取三种分布式系统效率变化曲线进行对比, 如图6所示。从图中可直观发现, 在各自的热 (冷) -电比变化范围内, 燃气内燃机分布式系统的系统效率总体最高, 最高可达83.5%;微型燃气轮机分布式系统的系统效率总体最低, 最高只有59.8%;小型燃气轮机分布式系统效率略低于燃气内燃机, 最大值可达72.9%。这说明, 燃气内燃机和小型燃气轮机的燃料利用率都相对较高, 而且随着分布式系统热量输出越多, 热 (冷) -电比越大系统效率越高, 燃料利用率就越高。

3.3 系统节能率

通过式 (8) 、式 (9) 计算三种分布式系统的系统节能率, 得到系统节能率与热 (冷) -电比之间的关系, 如图7所示。从图中发现, 燃气内燃机分布式系统的系统节能率整体仍是最高的, 最大值可达55.7%;小型燃气轮机略低, 最大值可达49.2%;而微型燃气轮机系统节能率整体最低, 且最大值只有37.2%。此外, 三种分布式系统都呈现出系统节能率随热 (冷) -电比的增大而减小的趋势, 这说明当分布式系统输出冷量越多时系统经济性越好。

通过图6、图7中三种分布式系统效率和系统节能率的对比可发现, 在各自的热-电比变化范围内二者呈负相关关系, 就表示系统对燃料的使用效率和系统的经济性呈负相关关系, 这是由于传统制冷所产生的费用远远高于供热所产生的费用。所以在用于即有供冷需求又有供热需求时, 为使分布式系统经济性达到最佳可优先满足供冷需求, 不足的供热需求可由电力或外网热量补充。当供冷、供热需求有所变动时, 天然气分布式系统也可随时进行改变。

4 结论

本文通过对以小型燃气轮机、微型燃气轮机、燃气内燃机为原动机的三种天然气分布式能源系统分析和比较, 得到以下结论:

(1) 小型燃气轮机、微型燃气轮机和燃气内燃机三种分布式能源系统的热 (冷) -电比分别在0.88~2.0, 0.35~0.81和0.46~1.04范围内变化。所以如果用户需求系统输出热量和冷量高于电量时, 建议选择小型燃气轮机分布式系统;如用户需求系统输出的热量和冷量低于电量需求时可考虑微型燃气轮机分布式系统和燃气内燃机分布式系统。

(2) 三类分布式系统在各自的热 (冷) -电比变化范围内, 系统制热效率和系统效率与热 (冷) -电比正相关, 系统制冷效率和系统节能率与热 (冷) -电比负相关。在用户即有供冷需求又有供热需求时, 为使分布式系统经济性达到最佳, 可优先满足供冷需求, 不足的供热需求可由电力或供热外网补充。

(3) 小型燃气轮机、微型燃气轮机和燃气内燃机三种分布式系统的系统效率分别在45.7%~72.9%、44.5%~59.8%、59.9%~83.5%范围内变化;系统节能率分别在20.2%~49.2%、17.5%~37.2%、38.4%~55.7%范围内变化。可见小型燃气轮机和燃气内燃机分布式系统在燃料的利用率和系统经济性上整体优于微型燃气轮机分布式系统。

参考文献

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[7]李壮.两种典型天然气分布式能源系统的应用研究[D].济南:山东建筑大学, 2013.

分布式无线土壤水分监测系统 第10篇

土壤水分是农作物生长所需水分的主要供给源, 土壤水分过少时, 农作物无法充分吸收土壤中的肥料; 土壤水分含量过多时, 会导致水分渗漏, 肥料流失, 还可能对土壤造成污染。因此, 研究土壤水分监测仪器仪表有着重要的意义。

目前, 土壤水分监测仪器多数还是采用有线传输方式, 即必须在采集现场铺设大量的线缆用于传感器供电、信号传输以及数据采集, 信号线、控制线和电源线混杂在一起。系统运行时, 容易受到传输距离、电磁干扰等因素的影响而变得不稳定, 尤其是在测量点数较多或通信距离较远时, 系统的不稳定因素会变得更加严重。因此, 开发一种简单高效、准确实用的分布式无线土壤水分监测系统, 可以克服传统技术需人工看守、无法及时检测动态数据的缺点, 同时利用无线模块无需馈线连接, 其主机和从机可以随时移动, 可扩展性好。

1系统设计

分布式无线土壤水分监测系统, 包括一个上位机和多个下位机, 系统框图如图1所示。上位机包括第一微处理器、显示模块、按键模块、报警模块、存储模块和无线接收模块。其中, 显示模块、按键模块、报警模块、存储模块和无线接收模块均与第一微处理器相连。下位机包括第二微处理器、土壤水分信号检测模块、电源模块、按键模块和无线发射模块。其中, 电源模块为移动式电源, 分别于无线发射模块、土壤水分信号检测模块和第二微处理器电连接, 负责给从机系统供电; 土壤水分信号检测模块、无线发射模块和按键模块均与第二微处理器相连, 从机结构框图如图2所示。

微处理器均为单片机。多个下位机的硬件配置相同, 使用时, 将多个下位机放置在多片待测量土壤区域中, 同时将土壤水分传感器直接埋入土壤中, 多个从机通过土壤水分传感器将测量的土壤水分数据转换为数字信号送给微处理器; 微处理器将测量的所有数据传输给无线发射模块, 再激发无线发射模块将数据发送出去。主机上电后, 将无线接收模块置于接收状态, 等待从机发送数据, 当监测到从机有数据发送并且载波频率与地址匹配后, 主机无线接收模块开始接收对应从机发送的土壤水分数据, 接收到数据后处理成相应的测量结果存储在存储器中, 同时在上位机的液晶屏上显示。其按键模块可设置各测量点土壤水分的报警阈值, 当某监测点数据超标时, 系统将自动启动报警模块进行报警。

2主要硬件电路设计

2. 1无线收发模块电路

无线收发模块主要完成上位机与下位机的无线数据通讯, 采用PTR2000模块, 主机通过发送特定的从机地址与确定的多个从机进行通信, 端口连接电路图如图3所示。

PTR2000有3种工作模式: 接收模式、发射模式和待机模式, 工作模式由TXEN, CS, PWR3个引脚决定。 单片机的RXD和TXD引脚与PTR2000模块的D0和D1引脚直接相连, 实现串行数据传输; PTR2000的模式控制引脚与单片机的控制引脚相连, 其中CS接电源线, 即接高电平CS = 1, PTR2000选择工作频道2, 即在434. 33MHz频段进行数传, TXEN和PWR两引脚分别与单片机P1. 0和P1. 1引脚直接相连。当系统工作时, 由单片机中运行的控制程序实时控制其工作模式 ( 接收状态、发射状态以及待机微功耗状态) 。

主机和从机之间进行无线数据传输时, 从机将测量的土壤水分数据调制成射频信号, 发送到主机, 发射模式的通信速率最高为20kbit /s, 主机接收射频信号, 将它调制成TTL信号送至单片机。应考虑数据的纠检错, 采用CRC校验方式检错。主机和从机的无线收发模块和单片机的连接电路相同。

2. 2土壤水分信号检测电路

土壤水分信号检测模块采用DB171数字土壤水分传感器探头, DB171是电缆型传感器, 输出全标定的数字信号, 传感器内部包括1个电容性聚合体测湿敏感元件、1个用能隙材料制成的测温元件, 并在同一芯片上, 与14位的A /D转换器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝连接。传感器芯片都在极为精确的湿度腔室中进行, 校准系数以程序形式储存在OTP内存中, 在标定的过程中使用。 四芯电缆中, 黄色为时钟线SCK, 红色为电源线VDD, 蓝色为地线GND, 黑色为数据线DATA。设计中, DATA引脚与单片机P3. 6引脚直接相连, 用于读取传感器数据; SCK引脚与单片机P3. 5引脚直接相连, 用于单片机与DB171之间的通讯同步; 电源引脚 ( VDD, GND) 之间加一个去耦电容, 用来去耦滤波, 连接电路如图4所示。DATA在SCK时钟下降沿之后改变状态, 并仅在SCK时钟上升沿有效。数据传输期间, 在SCK时钟高电平时, DATA必须保持稳定。为避免信号冲突, 单片机应驱动DATA在低电平, 需要1个外部的上拉电阻, 将信号提拉至高电平。

DB171通过DATA数据总线直接输出数字量湿度值, 该湿度值为“相对湿度”, 相对湿度数字输出特性呈一定的非线性, 需要进行线性补偿和温度补偿后才能得到精确的湿度值。可按下式修正湿度值, 即

其中, SORH为传感器相对湿度的读出数; C1, C2, C3均为修正系数, 12位SORH参数取值C1= - 4 , C2= 0 . 040 5 , C3= - 2 . 8 10-6; 8位SORH参数取值: C1= - 4 , C2= 0 . 064 8 , C3= - 7 . 2 10-4。

由于实际温度和测试参考温度25℃ 有所不同, 而温度对土壤水分的影响十分明显, 测量时也需要温度补偿, 补偿公式为

其中, RHtrue为经过线性补偿和温度补偿后的土壤水分值, T为测试土壤水分值时的温度 ( ℃ ) , 为温度补偿系数, 该参数取值如下: 12位SORH时, t1= 0. 01 , t2= 8 10-5; 8位SORH时, t1= 0 . 01 , t2= 1 . 28 10-3。DB171采用由PTAT能隙材料制成的温度敏感元件, 因而温度数据具有非常好的线性输出, 实际温度值可由下式算得, 即

其中, d1和d2为特定系数, d1的取值和DB171工作电压有关, d2的取值则和DB171内部A /D转换器采用的分辨率有关, 可通过产品手册查得。

2. 3液晶显示电路

液晶显示模块主要是将主机处理后的数据显示出来, 设计中采用液晶显示屏LCD12864, 是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式, 设计采用并行连接方式, DB0 ~ DB7分别连接单片机的P0. 7 ~ P0. 0, 用来传输数据和指令, 单片机P2. 7, P2. 6, P2. 5, P2. 4接液晶显示器的E, RS, RW和PSB端, LCD12864的VO引脚接10K的滑动变阻器, 可以通过滑动变阻器调整液晶屏的对比度, 具体的连接如图5所示。

3软件设计

系统的处理器是兼容8051指令集的高速单片机AT89C52, 选用Keil作为其开发工具, C语言编程, 采用模块化方式设计, 思路清晰, 移植性强, 易于查错与修改。整个软件系统可分成两大部分, 即下位机发送部分和上位机接收部分, 主要包括土壤水分采集以及处理模块、显示模块、无线发送模块、无线接收模块。 下位机发送部分主流程如图6所示; 上位机接收部分主流程图如图7所示。

土壤水分采集以及处理模块程序设计时, 设置单片机AT89C52定时器/计数器为定时方式, 定时一段时间, 控制DB171采集并处理相关数据, 此过程都是以数字信号进行采集和传输, DB171传回的是确定的数值, 将数据送回主控芯片后等待下一次主控芯片的命令, 并做出相应反应, 依次循环, 子程序流程图如图8所示。

无线数据传输的程序包括主机 ( 显示部分) 和从机 ( 采集部分) 。主机中, 程序主要包括发送从机地址并接收从机数据, 采集端程序主要是接收主机发送过来的地址、采集数据并发送回到主机。子程序流程图如图9和图10所示, 发射流程如下:

1) 将PWR置高, 是PTR2000处于工作状态;

2) 设置CS = 0, 选择工作频道1即433. 92MHz;

3) 将TXEN置高, 即PTR2000处于发送状态, 数据从DO端发送出去;

4) 发送结束后将TXEN置低, 即PTR2000处于接收状态。

接收流程如下:

1) 配置本机地址和要接收的数据包大小;

2) 将PWR置高, 并设置CS=0;

3) 设置TXEN = 0, 即PTR2000处于接收状态, 数据从DI端输入;

4) 数据接收结束后将TXEN置高, 即PTR2000处于发送状态。

主机和从机之间数据通信采用主从式串行通信模式, 主机负责发送从机地址、控制命令以及调度, 从机则负责采集土壤水分数据, 并进行数据处理, 发送测量数据至主机。由于多台从机的发送和主机的接收共用同一物理信道, 因此在任意时刻只允许1台从机处于发送状态, 只有被主机呼叫的从机才能占用总线, 对主机做出应答, 故每台从机均分配有一个唯一的从机地址。具体实现如下:

主程序中重要中断包括定时器0中断、外部中断0和串口中断。利用定时器中断0, 工作方式1, 设置初值为TH0 = 0x3c, TL0 = 0xb0, 计时100ms, 进入中断后关闭定时器中断0并令ET0 = 0, 定时时间到达1s后, 置PTR2000模块为发送模式, 即TXEN = 1, POUP = 1, 每进一次, 秒数加1, 当时间到达3s时, 主机发送指定指令与1号从机通信, 置PTR2000为接收模式, 即TXEN = 0, POUP = 1, 并且将接受的数据用液晶模块显示, 当时间到达5s时主机发送指定指令与2号机通信, 置PTR2000为接收模式, 即TXEN = 0, POUP = 1, 将接收到的数据显示, 此后秒数还原为1s, 依次循环。主机接收到从机采集到的数据后, 进入串口中断, 后关闭总中断EA = 0, 屏蔽定时器0和外部中断0, 将接收的从机地址与主机设置的地址比较: 一致时, 主机与该从机继续联系, 并接收该从机发送的土壤水分数据, 将接收的数据通过液晶模块显示并显示从机号。

4系统测试

将整个系统的硬件和软件部分结合起来后, 进行系统联调, 检验系统能否正常运行, 测试系统各项性能指标, 看是否能够达到预期的要求。系统正常工作后, 用altium designer作出系统原理图, 并绘制系统各元器件对应的引脚封装图, 绘制PCB板, 雕刻PCB板, 对刻好的PCB板进行电路检测, 确保无误后在PCB板上焊接元器件, 加载系统程序代码。测试中以1kg的土壤为测试对象, 每间隔10min加入50g纯净水, 50min之后, 停止加水, 然后利用风扇对着测试土壤进行让水分快速蒸发。测量数据如图11所示, 纵轴表示土壤水分, 单位为百分比, 横轴表示时间, 单位为min。从测量数据可以看出, 土壤水分的增加和减少与实际情况较为吻合, 该系统可很好的测量土壤水分。将从机1和从机2置于同一土壤样本中, 测得的结果如曲线图12所示。由图12可以看出, 两个从机测得的数据基本一直, 并且在大约4s后数据趋于稳定。

系统是分布式监控, 因此对与无线数据传输能力要求较高, 特别是数据传输的稳定性与传输距离。经测试, 下位机与上位机相隔约40m2的四间房间, 通信仍然稳定, 同时在空旷地上可以在200m内的范围内建立稳定的通信。

5结束语

系统设计采用无线分布式技术, 可同时监控256个点的土壤水分数据, 使用范围广, 无线通信便于移动与便携, 主机采用液晶直观显示出各监测点数据, 可视性好。经测试该系统稳定性高、成本低, 具有很好的实用价值, 可广泛推广。

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浅谈分布式入侵检测系统模型设计 第11篇

关键词:分布式入侵检测系统;模型设计

中图分类号:TP393.08 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)12-0106-02

1分布式入侵检测系统的基本结构

尽管一个大型分布式入侵检测系统非常复杂,涉及各种算法和结构设计,但是如果仔细分析各种现存的入侵检测系统的结构模型,可以抽象出下面一个简单的基本模型。这个基本模型描述了入侵检测系统的基本轮廓和功能。该模型基本结构主要由3部分构成:探测部分、分析部分和响应部分。

探测部分相当于一个传感器,它的数据源是操作系统产生的审计文件或者是直接来自网络的网络流量。分析部分利用探测部分提供的信息,探测攻击。探测攻击时,使用的探测模型是异常探测和攻击探测。响应部分采取相应的措施对攻击源进行处理,这里通常使用的技术是防火墙技术。

2系统模型设计

这个模型主要是入侵检测系统基本结构的具体化。主体框架仍然由3部分构成:探测代理、系统控制决策中心、控制策略执行代理。但是这3部分并不对应于基本结构中的3部分,因为这里探测代理和系统控制的分析功能。代理和系统控制决策中心采用标准的通信接口与系统控制决策中心通信,因此,它们的设计为系统的分布式部署和系统的扩充性实现做了充分的考虑,同时使得各个代理的功能更加单一。功能的单一性有利于对某一种入侵行为的检测趋于专业化。

3模型的特点

3.1分布性

从分布式入侵检测系统的定义可知,只要系统的分析数据部分在系统的部署上是分布的,入侵检测系统就可以认为是分布式系统。本系统负责入侵行为检测的代理是分布部署的,故整个系统具有分布性。

3.2标准性

从本系统的角度讲,主要体现在代理的构成和通信协议上。每个代理都按照4个层次进行设计。从上到下,分别是通信接口、报告产生器、分析模块和采集模块。通信协议采用一套严格定义的通信规则和数据格式,同时将系统所必需的通信行为进行了规范的定义。

3.3可扩充性

本系统的各个部分采取标准化设计,这样系统各个部分的升级和新的代理部分的加入都变得相当简单。代理和系统控制决策中心有着标准的协商协议,代理可以进行动态注册。

3.4良好的系统降级性

当系统某一个代理出现问题,不能完成自己的检测任务时,网络的检测工作会受到有限的影响,但整个系统的检测功能不会有明显的下降。

3.5载荷最小性

系统的每个组成部分功能都是单一的,而且相互之间相对独立,部署的时候可以几个部署到一台主机上。代理和控制决策中心之间利用标准协议通信,通信量较小;同时在传递数据时,代理只传输控制中心请求的数据,所以数据的传输量不大。

4模型组成部分的功能描述

4.1探测代理

探测代理主要的功能是从网络捕获原始数据,然后利用一定的探测模型对数据进行分析,将感兴趣的数据按照一定的格式存入数据存储设备中。与系统控制中心通信协商,将系统控制决策中心请求的数据按照一定的传输格式传送出去。

要完成上面的功能,探测代理需要4个层次的模块共同协作才能完成。这4个模块根据数据传输的顺序分别为:采集模块、分析模块、报告产生器、通信接口。

采集模块直接从网络上捕获原始数据。为了使代理能够对多个操作系统提供支持,这里的捕获过程使用一个通用的数据包捕获库(libpcap库),这个库使用BSD的bpf思想。采集模块向分析模块提供格式化的数据包信息。

当分析模块收到格式化的数据包信息后,启动相应的入侵检测模型过程,对数据进行处理。这里的入侵检测模型有2种:一种是异常检测模型,另一种是入侵检测模型。

(1)对于异常检测模型,入侵检测过程会根据代理功能的不同,进行不同级别的检查。我们的模型会进行2个级别的检查。一个是基于包头的检查,即对链路层包头、IP层包头、TCP层包头进行检查分析,将异常存入数据存储设备。另外一个级别的检查是基于报文内容的检查,入侵检测过程将异常信息进行记录。这2个级别的探测分别被称为系统级探测和应用级探测。

(2)对于入侵检测模型,入侵检测过程将格式化的信息与已知的攻击模型的特征进行比对。如果格式化信息与攻击模式的特征完全一样,则可以认定是一种攻击,将这种攻击的信息一方面进行存储,一方面向系统控制决策中心进行报告,请求控制决策中心对攻击进行处理。

报告产生器是根据系统控制决策中心的请求,从数据存储设备中提取请求信息。这些信息构成一张异常或者攻击视图,它是存储信息的子集合。

4.2系统控制决策中心

系统控制决策中心接收用户请求,产生数据请求,然后将数据请求发送给特定的入侵检测代理,等待接收响应信息,最后将响应信息加工成用户视图。如果用户认定某些行为属于攻击行为,就向探测策略执行代理发出请求,阻止或者限制攻击行为的进一步发展。

(1)用户接口,即给用户提供操作界面。用户通过这个界面完成系统控制和数据请求功能。用户接口将用户请求翻译成系统请求,然后交给下层模块进行处理。

(2)控制和管理,即依据系统请求的类别,构造协议数据传输单元,然后递交给下层协议通信接口,请求发送。

(3)协议通信接口,即识别代理发出的协议数据,对协议数据进行处理;同时将系统控制决策中心的用户意图发送给各个代理,完成管理和控制功能。

4.3探测策略执行代理

探测策略执行代理的主要功能是根据系统控制决策中心的要求对攻击者的攻击行为进行控制,这里控制包括监控、限制访问权限、取消访问权限等。探测策略执行代理主要由2部分构成:通信接口和控制执行,但是还有一个小的配置模块辅助它们完成各自的功能。

配置模块帮助代理建立一个与控制系统无关的控制接口。因为目前最常用的网络控制系统是防火墙系统,大部分的防火墙系统都给出系统的命令接口。基于这一点,我们在设计通用控制接口时,自己定义一组功能完备的控制功能集合,然后建立一种从代理系统功能集合向具体防火墙系统命令集合的映射。

探测策略执行代理的通信接口和前面几个部分的通信模块的功能是一样的。控制执行是这种代理的核心部分。它根据通信接口送来的协议数据,分析系统控制和决策中心的意图。然后根据代理配置时建立起来的控制系统映射关系,构造与具体控制系统相关的控制规则。

Discusses the Distributional Invasion Examination System Model Design

Zhao Jinkao,Lv Runtao

Abstract: This article first proposed is enhancing the distributional invasion examination system’s extendibility and the compatible design model, then analyzes this model the characteristic, finally gives the brief description to the model three constituent.

分布式数据库系统研究 第12篇

分布式数据库是由一组数据组成的, 这组数据分布在计算机网络的不同计算机上。网络中的每个结点具有独立处理的能力, 称为场地自治 (Autonomous) 。它可以执行局部的应用程序。同时, 每个结点也能通过网络通信子系统执行全局的应用。这就是说, 每个场地是独立的数据库系统:它有自己的数据库、一组终端、中央处理器、运行它自己的局部DBMS, 执行局部的应用程序, 具有高度的自治性。同时又相互协作组成一个整体, 这种整体性的含义是, 对于用户来说, 从一个分布式数据库系统的逻辑上看如同一个集中式数据库系统一样, 用户可以在任何一个场地执行全局应用。

2 分布式数据库的特点

物理上分布式数据库的数据分散在各个场地, 但是在逻辑上却是一个整体, 如同一个大的集中是数据库一样。于是, 在分布式系统中就有了全局数据库和局部数据库概念。全局数据库是从系统角度出发研究问题的, 而局部数据库则是从各个场地的角度出发研究问题。

局部应用主要涉及具体场地的数据库, 而全局应用可以认为是涉及两个或两个以上场地的数据库。数据库中的数据不是存储在同一场地式分布式数据库系统与集中式数据库系统的最大区别。而数据在逻辑上的“整体性”和物理上的“分布性”是分布式数据库系统的两个重要的特点。

3 分布式数据库系统的优劣势

分布式数据库系统是在集中式数据库系统的基础上发展来的。比较分布式数据库系统与集中式数据库系统, 可以发现分布式数据库系统具有下列优势:

(1) 更适合分布式的管理与控制。分布式数据库系统的结构更适合具有地理分布特性的组织或机构使用, 允许分布在不同区域、不同级别的各个部门对其自身的数据实行局部控制。

(2) 数据共享。DDBS中的数据共享有两个层次:局部共享和全局共享。即各场地的用户可共享本场地局部数据库中的数据;全体用户可共享网络中所有局部数据库中的数据。

(3) 灵活的体系结构。集中式数据库系统强调的是集中式控制, 而DDBS更多地强调各个场地局部DBMS的自治性, 大部分的局部事务管理和控制就地解决, 只有涉及其它场地数据时才通过网络作为全局事务处理。DDBMS可以设计成不同程度的自治性, 从具有充分的场地自治性到几乎完全的集中式控制。

(4) 系统经济, 可靠性高, 可用性好。与一个大型计算机支持一个大型的冀中是数据库在加一些进程和远程终端相比, 由超级微型计算机或超级小型计算机支持的分布式数据库系统往往具有更高的性价比和实施灵活性。分布式系统比集中式系统具有更高的可靠性和更好的可用性。由于存在冗余数据, 个别场地或个别链路的故障不会导致整个系统的崩溃。同时, 系统可自动检测故障所在, 并利用冗余数据恢复出故障的场地, 这种检测和修复是在联机状态下完成的。

(5) 可扩充性好。当增加新的应用时, 可在新系统中增加新的结点而不影响现有系统的结构和系统的正常运行, 而且这种扩充不受结点计算机存储容量和处理能力的限制。

分布数数据库系统有如下劣势:

(1) 通信开销较大, 故障率高。

(2) 数据的存取结构复杂。一般来说, 在分布时数据库中存取数据, 与集中式数据库系统相比, DDBS更复杂, 为保证各场地之间的协调必须做很多额外的工作。

(3) 数据的安全性和保密性较难控制。在具有高度场地自治的分布时数据库中, 不同场地的局部数据库管理员可以采用不同的安全措施, 但是无法保证全局数据都是安全的。安全性问题是分布式系统固有的问题。因为分布式系统是通过通信网络来实现分布控制的, 而通信网络本身却在保护数据的安全性和保密性方面存在弱点, 数据很容易被窃取。

4 几种典型分布式数据库系统

4.1 SDD-1 DDBMS

美国计算机公司 (Computer Corporation of America) 研制的SDD-1项目是第一个分布式数据库管理系统的样机。各地点由ARPANET连接, 并采用叫做数据计算机的当前DBMS。这个项目特别有助于理解分布式数据库的重要问题和对其中某些问题的解决方法。

4.2 ENCOMPASS

ENCOMPASS是一种同构型分布式数据库管理系统, 它是根据Tandem公司的Non Stop计算机体系结构和GUARDIAN OS建立起来的。计算机的体系结构和OS两者都具有对实现分布式数据库管理系统极其有用的特性。

Tandem公司的计算机的最好的特性在于它是由几个 (至少两个) 独立CPU组成, 这些独立的CPU利用高吞吐量总线连接起来, 共享对磁盘驱动器的访问。因为Tandem公司的计算机的基本体系结构是分布式的, 所以Guardian操作系统能在由不同CPU执行的各进程之间提供方便的通信。各进程之间的所有通信都通过信息进行。信息系统可使硬件各单元的分布对进程是透明的。

4.3 IBM System R*

R*系统是在美国CA州的IBM San Jose Research Laboratory开发的。它的目的是建立协同操作, 却是独立的地点构成的分布式数据库系统。每个地点支持一个关系数据库系统。R*是R系统向分布式环境的自然扩展。

5 结束语

在过去的时间里, 分布式数据库已经取得了很显著的研究成果。大多数的数据库管理系统开始走一条从集中到分布的道路。对分布数据管理的研究有两个方面:一是单项的研究。比如数据的分布问题, 通信问题等。在研究一个问题时, 假定其它因素是不变的, 得出研究成果。此处还要研究的是要将各种因素综合起来, 研究它们的相互作用和结果。数据库设计和更新同步之间就有密切的联系, 对于更新要求, 依据不同的更新同步方案, 对通信系统的要求也随着不同。因此, 就要对这些因素综合地考虑。二是对计算机网络的研究。计算机网络技术的迅速发展, 已经很大程度地影响到了数据库和分布数据库的领域。不管是在远程网络还是局域网领域, 都发生了很多的变比。局域网和远程网之间的处理差别, 必然会导致处理数据库和分布数据库问题的显然不同的一些原则和方法。

分布式数据库系统已经成为信息处理学科的重要领域, 正在迅速发展之中。

摘要：介绍了分布式数据库系统的定义、基于分布式数据库系统的特点, 分析了分布式数据库系统的优劣势。结合典型分布式数据库系统, 对分布式数据库系统进行了进一步说明。

关键词：分布式数据库系统,优缺点,典型分布式数据库系统

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