基于項目相似度過濾的分布式資源信息管理系統(tǒng)

孟彩霞

摘 要：項目資源具有分布式特性，使得信息管理系統(tǒng)出現(xiàn)信息過載，對此筆者提出一種基于項目相似度過濾的分布式資源信息管理系統(tǒng)設(shè)計方法。構(gòu)建項目相似度過濾算法，計算項目資源的相似度，提取項目屬性特征，實現(xiàn)項目分布式資源信息管理系統(tǒng)設(shè)計改進(jìn)。研究結(jié)果表明，采用該設(shè)計方法能降低項目執(zhí)行開銷，有效提高了資源信息管理和調(diào)度效率。

關(guān)鍵詞：項目管理;分布式資源;信息管理系統(tǒng)

項目管理是管理學(xué)的一個分支學(xué)科，通過項目管理，運用各種相關(guān)技能、方法與工具，能夠在有限的資源限定條件下，實現(xiàn)對項目管理信息的策劃、進(jìn)度計劃和維護(hù)。可見，項目管理是運用管理的知識、工具和技術(shù)，實現(xiàn)對項目分布式資源的合理調(diào)度和整合，解決項目的問題或滿足項目的需求的過程[1]。

在分布式項目資源管理中，需要設(shè)計高效的信息管理系統(tǒng)，提高項目管理相關(guān)資源的訪問和調(diào)度性能。項目資源具有分布式特性，信息管理系統(tǒng)出現(xiàn)信息過載，難以實現(xiàn)高效管理，因而筆者提出一種基于項目相似度過濾的分布式資源信息管理系統(tǒng)設(shè)計方法。一是構(gòu)建項目分布式資源調(diào)度管理模型，構(gòu)建項目相似度過濾算法，計算項目資源的相似度，提取項目屬性特征，實現(xiàn)項目分布式資源信息管理系統(tǒng)設(shè)計改進(jìn);二是進(jìn)行實驗分析，驗證本文設(shè)計的信息管理系統(tǒng)在提高項目資源管理調(diào)度性能方面的優(yōu)越性。

1.項目分布式資源調(diào)度管理模型及問題描述

（1）系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境。本系統(tǒng)采用ArcGIS Engi組件開發(fā)技術(shù)，將Visual Studio 2008開發(fā)環(huán)境下的C++作為開發(fā)語言，將C/S，也就是客戶端/服務(wù)器作為運行模型。上述運行模型的優(yōu)點為可增強對圖形數(shù)據(jù)的編輯處理能力，增強空間數(shù)據(jù)的存儲效率，使得項目分布式資源調(diào)度管理模型更加穩(wěn)定安全。因為分布式資源不僅含有空間數(shù)據(jù)，而且含有屬性數(shù)據(jù)，所以，選擇關(guān)系型數(shù)據(jù)庫SQL Server 2008對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存及管理。該平臺主要包括表現(xiàn)層、應(yīng)用層以及數(shù)據(jù)層。其中，表現(xiàn)層是以C語言開發(fā)的桌面客戶端，主要由菜單欄、工具欄、狀態(tài)欄等構(gòu)成。數(shù)據(jù)層是實體層，主要負(fù)責(zé)對該平臺的信息資源進(jìn)行保存。應(yīng)用層即通過ArcGIS Engi進(jìn)行二次開發(fā)，幫助用戶完成數(shù)據(jù)訪問等基本服務(wù)。

（2）系統(tǒng)需求分析。系統(tǒng)需求分析是分布式資源管理系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計、發(fā)揮良好性能的關(guān)鍵，明確系統(tǒng)的實現(xiàn)目的對系統(tǒng)的應(yīng)用起到了至關(guān)重要的作用。依據(jù)資源的分布狀態(tài)，確定系統(tǒng)需求為：實現(xiàn)資源信息的顯示和更新、空間信息檢索、屬性信息統(tǒng)計以及其他的空間分析等。針對上述分析的具體需求，獲取分布式資源系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)要求，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要由屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)組成。

（3）資源信息管理系統(tǒng)總體設(shè)計。信息管理系統(tǒng)設(shè)計中，采用NET Framework、ADO. NET、角色訪問控制（RBAC，Role-Based Access Control）、

SQL Sever 等技術(shù)進(jìn)行項目資源數(shù)據(jù)庫構(gòu)建和信息管理，系統(tǒng)設(shè)計采用分層設(shè)計基礎(chǔ)，主要分為用戶界面層、邏輯處理層和項目資源管理數(shù)據(jù)庫訪問層，網(wǎng)絡(luò)鏈接采用C/S模型[2]。本文構(gòu)建的項目資源信息管理系統(tǒng)總體模型如圖所示。

下圖中，項目資源信息管理系統(tǒng)整體功能模塊主要有十個模塊，可檢測出復(fù)雜項目增長趨勢，但有時也存在其他信號的趨勢變化與接收的數(shù)據(jù)源本身信號變化類似時產(chǎn)生的干擾，通過分析發(fā)現(xiàn)，干擾信號只會存在較短的時間，而信號源會源源不斷地發(fā)出信息，持續(xù)時間相對較長，所以，當(dāng)信號趨勢變化連續(xù)超過某一門限達(dá)到若干次數(shù)后，接收器才會確認(rèn)為信息源發(fā)出的有用信息調(diào)度指示。在分布式項目資源管理中，需要設(shè)計高效的信息管理系統(tǒng)，提高項目管理相關(guān)資源的訪問和調(diào)度性能[3]。

（4）項目相似度過濾算法。項目相似度計算方法很多，基本上可被劃分成下述兩類：依據(jù)某一知識獲取相似度值，其基本思想為塑造某種語義詞典，再根據(jù)上述資源中概念的同義或上下文關(guān)系完成項目相似度的計算;依據(jù)大規(guī)模語料庫的統(tǒng)計方法對相似度進(jìn)行計算。

項目成功與否主要取決于系統(tǒng)組織狀態(tài)與項目本身特征兩個方面，針對能力成熟度水平較高的系統(tǒng)，在上述兩個方面具有相似性的項目，出現(xiàn)的相關(guān)問題和解決策略也具有相似性，其最終系統(tǒng)質(zhì)量水平也具有相似性。

在上述模型總體設(shè)計的基礎(chǔ)上，基于項目之間相似性的興趣點，設(shè)計項目相似度過濾算法，項目的屬性特征決定了用戶的興趣，通過分析項目特征得到項目信息資源調(diào)度的傳輸函數(shù)為：

H（t）=[I1'（t）、Q1'（t）] ? ? （1）

用qi，j（t）表示由疏散策略確定的項目資源聚集（i，j）的過載，按照項目資源信息間隔粒度|dn-max-dn-min|（1/K）劃分為若干個數(shù)據(jù)子集Ak，Ak為并查集，得到資源信息調(diào)度的相似度特征為：

I1'（t）=Σw1j（t）Zj（t）-θ（t） （2）

Q1'（t）=Σw2j（t）Zj（t）-θ（t）（3）

基于項目的協(xié)作過濾推薦，對項目分布式資源信息管理過程中的項目的鄰居數(shù)進(jìn)行評估[4][5]，得到項目i和項目j之間的相似度計算式為：

S（i，j）=—

（4）

項目的屬性集合Attr={a1，a2，…，

am}其中ai表示不同特征的用戶對項目的興趣度，m表示項目的屬性集合中屬性總數(shù)。通過上述處理，構(gòu)建了項目相似度過濾算法，提高分布式項目信息管理調(diào)度性能。

2.系統(tǒng)實現(xiàn)

（1）系統(tǒng)總體實現(xiàn)。在上述項目相似度協(xié)同過濾算法設(shè)計的基礎(chǔ)上，設(shè)計高效的信息管理系統(tǒng)，提高項目管理相關(guān)資源的訪問和調(diào)度性能。項目資源具有分布式特性，使得信息管理系統(tǒng)出現(xiàn)信息過載，本文對系統(tǒng)設(shè)計方案進(jìn)行改進(jìn)。

首選建立一個時間和空間復(fù)雜度分別為O（d）和O（N1/d）的資源調(diào)度網(wǎng)絡(luò)模型，已知有n個項目資源調(diào)度作業(yè)：1，…，n;每個作業(yè)需求的資源數(shù)為：x1，x2，…，xn不妨假設(shè)：x1 <= x2 <=…<=xn，可用分布式資源總數(shù)為C，隨機選擇一個變量token∈Domain（x）。如果輪次i偶數(shù)，對項目資源屬性集合f（xi）與i異或操作，再與token做異或操作，再與p做模運算;相應(yīng)的，當(dāng)i為奇數(shù)時，與之相似，只是少了與token做異或操作。此時，項目資源相似度屬性調(diào)度集Challenger是一個六元組，包括a，p，k，xk，token，sum六個參數(shù)，當(dāng)每個項目資源為所有用戶任務(wù)服務(wù)一輪花費的時間，在資源搜索過程中，查詢請求中可以包含多個關(guān)鍵字，針對大多數(shù)數(shù)據(jù)集，將其前序子集Sjb所在的批次放入δ1。設(shè)計項目資源信息調(diào)度網(wǎng)絡(luò)，假設(shè)項目資源信息調(diào)度系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸模型原始序列為：

r=[r（0），r（1），…，r（N-1）] T（5）

對上述序列進(jìn)行相似度特征分區(qū)過濾，得到一個隨機鄰居集Sx+{x}，所負(fù)責(zé)的區(qū)間片段表示為sup_seg（x），叫做節(jié)點x的超級區(qū)間，在這超級區(qū)間中，基于粒子群算法進(jìn)行信息提取，隨機產(chǎn)生一組初始群體，項目分布式資源集群體中的個體（成為粒子）是問題的潛在解，得到p（xi，yi），o（xj，yj）∈DS設(shè)有J個作業(yè)（Job），N個計算節(jié)點（Node），第t個Job劃分任務(wù)（Task）的數(shù)量為： TaskNum（t）。

采用最優(yōu)化網(wǎng)格分配訪問接口的屬性可分為2類：關(guān)鍵詞屬性和分類屬性。關(guān)鍵詞屬性：在資源數(shù)據(jù)庫中的海量數(shù)據(jù)流信息訪問接口中，根據(jù)關(guān)鍵詞屬性，邏輯表達(dá)式為：r like s or r ? s。由此實現(xiàn)了基于項目相似度過濾的分布式資源信息管理系統(tǒng)設(shè)計。

（2）系統(tǒng)的邏輯功能實現(xiàn)。在分布式資源管理系統(tǒng)總體設(shè)計的基礎(chǔ)上，利用C#語言調(diào)用ArcGIS Engine的接口完成對資源的空間分析、數(shù)據(jù)更新等。利用C語言的ADO·NET對象實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的相關(guān)操作，完成對分布式資源管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的編輯刪除及修改操作。通過對應(yīng)的邏輯代碼實現(xiàn)所有系統(tǒng)控件的功能。

（3）系統(tǒng)的測試與封裝。在實現(xiàn)分布式資源管理系統(tǒng)的所有功能后，需對其進(jìn)行測試，同時依據(jù)測試提交的錯誤部分進(jìn)行代碼調(diào)整。系統(tǒng)測試主要包括功能測試、兼容性測試、健壯性測試、性能測試、用戶界面測試、安全測試、安裝/卸載測試、恢復(fù)測試等。完成測試后，將分布式資源管理系統(tǒng)打包封裝成能夠安裝的EXE程序，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的開發(fā)過程。

3.仿真實驗

為了測試本文設(shè)計的項目相似度過濾分布式資源信息管理系統(tǒng)在提高項目管理和資源調(diào)度方面的性能，需進(jìn)行仿真實驗。構(gòu)建項目資源的信息調(diào)度和融合模型，模型采用了5種調(diào)度器進(jìn)行任務(wù)調(diào)度實驗，隨機調(diào)度器、最短隊列調(diào)度器、訪問成本調(diào)度器、隊列訪問成本器和本文提出的分形維特征ISS調(diào)度器，項目資源信息管理系統(tǒng)所有節(jié)點的信噪比和向量量化粒子度相同，節(jié)點數(shù)量設(shè)定為1000個，組成一個大規(guī)模多源資源訪問模型。資源信息管理節(jié)點能量調(diào)度尺度范圍取0.95～1.05，間隔取0.0005，平移范圍35～65 ms，間隔10-5s。

在進(jìn)行項目分布式源資源訪問中，底層的通信機制參考eMule協(xié)議。

本文設(shè)計的項目資源管理信息系統(tǒng)具有較好的人機交互性，智能性較好，為了定量分析本文系統(tǒng)在提高項目資源管理效率方面的性能，隨機抽取100、200、300組項目資源作為測試集，以資源調(diào)度執(zhí)行開銷為測試指標(biāo)，得到不同算法下的開銷對比。本文提出一種基于項目相似度過濾的分布式資源信息管理系統(tǒng)設(shè)計方法。構(gòu)建項目分布式資源調(diào)度管理模型，構(gòu)建項目相似度過濾算法，計算項目資源的相似度，提取項目屬性特征，實現(xiàn)項目分布式資源信息管理系統(tǒng)設(shè)計改進(jìn)，研究結(jié)果表明，采用本文設(shè)計方法能降低執(zhí)行開銷，有效提高資源信息管理和調(diào)度效率。

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（作者單位：鐵道警察學(xué)院公安技術(shù)系）