大数据流式计算能耗模型及优化研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61862060
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    38.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0204.计算机系统结构与硬件技术
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Ignoring the issue of energy consumption in big data stream computing, the problem of high energy consumption generated from data processing needs to be solved. On the basis of performance constraint of big data stream computing platform and our previous work, the research contents of this project focuses on the following three aspects: energy consumption mechanisms, energy models and energy optimization methods for big data stream computing. Firstly, based on the research of energy consumption model of memory, CPU, network bandwidth, disk, and other components, by monitoring resource state while task running we study the energy consumption mechanism of different components and their interactions in big data stream computing environment. Secondly, based on the research of energy consumption mechanism, the model of energy forecast, energy monitoring, and energy settlement can be established based on sampling for big data stream computing before performing a topology. As a result, we can forecast the energy consumption of big data stream computing topology before execution, monitor the dynamic energy consumption while topology is running, and estimate the energy consumption value after the topology is completed. Finally, the optimization of energy consumption aimed at the topology execution of the whole big data stream computing, that is from optimizing the energy consumption of different components for big data stream processing as well as the allocation of resources, to the overall energy efficiency of big data stream processing. This research is expected to improve the overall energy efficiency of big data stream computing topology and cluster, supporting key technologies of power and energy management for big data stream computing.
由于大数据流式计算处理数据时缺乏对能耗问题的考虑,导致其数据处理过程产生的高能耗问题亟需解决。结合大数据流式计算平台的性能约束与前期工作,课题对流式处理的能耗机理、能耗模型及能耗优化三个方面进行研究。首先,在建立内存、CPU、网络带宽与磁盘等元件能耗模型的基础上,结合任务资源的分配与监控,研究大数据流式计算环境下不同元件自身及彼此之间的能耗机理;其次,在能耗机理研究的基础上建立能耗预测、能耗监控及能耗结算三种模型,实现对大数据流式计算拓扑任务执行开始前能耗的采样预测、执行过程中能耗的监控以及执行后能耗的结算功能;最后,能耗优化旨在贯穿整个大数据流式计算的执行,即从优化流式处理不同元件产生的能耗以及资源的分配,到优化流式处理的整体能效。研究结果有望整体上提高大数据流式处理拓扑及集群的能耗效率,形成对大数据流式处理能耗管理关键技术的支撑。

结项摘要

由于大数据流式计算处理数据时缺乏对能耗问题的考虑,导致其数据处理过程产生的高能耗问题亟需解决。结合大数据流式计算平台的性能约束与前期工作,课题对流式处理的能耗机理、能耗模型及能耗优化三个方面进行研究。首先,在建立内存、CPU、网络带宽与磁盘等元件能耗模型的基础上,结合任务资源的分配与监控,研究大数据流式计算环境下不同元件自身及彼此之间的能耗机理;其次,在能耗机理研究的基础上建立能耗预测、耗监控及能耗结算三种模型,实现对大数据流式计算拓扑任务执行开始前能耗的采样预测、执行过程中能耗的监控以及执行后能耗的结算功能;最后,能耗优化旨在贯穿整个大数据流式计算的执行,即从优化流式处理不同元件产生的能耗以及资源的分配,到优化流式处理的整体能效。研究结果整体上提高大数据流式处理拓扑及集群的能耗效率,形成对大数据流式处理能耗管理关键技术的支撑。

项目成果

期刊论文数量(46)
专著数量(0)
科研奖励数量(4)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
基于生成对抗网络和变分自编码器的离群点检测算法
  • DOI:
    10.19734/j.issn.1001-3695.2021.07.0355
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    计算机应用研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    金利娜;于炯;杜旭升;王松
  • 通讯作者:
    王松
一种基于邻域系统密度差异度量的离群点检测算法
  • DOI:
    10.19734/j.issn.1001-3695.2018.12.0932
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    计算机应用研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杜旭升;于炯;陈嘉颖;王跃飞;蒲勇霖;叶乐乐
  • 通讯作者:
    叶乐乐
基于Heron平台的自适应重传策略
  • DOI:
    10.16163/j.cnki.22-1123/n.2020.01.012
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    东北师大学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏毅;于炯;鲁亮;张译天;李梓杨
  • 通讯作者:
    李梓杨
Flink-ER: An Elastic Resource-Scheduling Strategy for Processing Fluctuating Mobile Stream Data on Flink
Flink-ER:一种在 Flink 上处理波动的移动流数据的弹性资源调度策略
  • DOI:
    10.1155/2020/5351824
  • 发表时间:
    2020-05
  • 期刊:
    Mobile Information Systems
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li Ziyang;Yu Jiong;Bian Chen;Pu Yonglin;Wang Yuefei;Zhang Yitian;Guo Binglei
  • 通讯作者:
    Guo Binglei
基于近邻传播的离群点检测算法
  • DOI:
    10.19734/j.issn.1001-3695.2020.08.0226
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    计算机应用研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张倩倩;于炯;李梓杨;蒲勇霖
  • 通讯作者:
    蒲勇霖

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其他文献

云计算环境下多有向无环图工作流的节能调度算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    计算机应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘丹琦;于炯;英昌甜
  • 通讯作者:
    英昌甜
基于竞争机制的网格资源分配方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    于炯;陈阵;李丰军;田国忠
  • 通讯作者:
    田国忠
网格自适应任务调度算法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    新疆大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙勤刚;于炯;吐尔根·依布拉音;侯勇
  • 通讯作者:
    侯勇
云存储系统节能研究综述
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    计算机科学与探索
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    于炯;廖彬;张陶;孙华;国冰磊;杨兴耀
  • 通讯作者:
    杨兴耀
SQL能耗建模及优化研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    计算机科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    国冰磊;于炯;廖彬;杨德先
  • 通讯作者:
    杨德先

其他文献

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AI技术路线图

于炯的其他基金

大数据流式计算环境下基于预测的资源调度性能优化研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    33 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
大数据流式计算环境下基于预测的资源调度性能优化研究
  • 批准号:
    62262064
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    33.00 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
社交网络环境下基于协同过滤的上下文感知推荐系统研究
  • 批准号:
    61462079
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    47.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
云计算环境下应用数据层节能计算研究
  • 批准号:
    61262088
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    51.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
云计算环境下多用户工作流的研究
  • 批准号:
    61063042
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    29.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
非贡献网格服务资源环境下网格工作流的研究
  • 批准号:
    60863003
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    27.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
非贡献分布式网格环境下性能预测和任务调度研究
  • 批准号:
    60563002
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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