智能信息處理技術(shù)在網(wǎng)絡計算中的應用

羅翔曦

（昭通衛(wèi)生職業(yè)學院 云南省昭通市 657000）

網(wǎng)絡計算也被稱為元計算，其最終目的是對網(wǎng)絡資源進行計算，使多個用戶能對資源進行共享，計算方式多為合作計算。在網(wǎng)絡計算運作流程上，其可以分為兩個層次，即前端計算、內(nèi)核計算，兩項計算步驟十分重要，會對用戶網(wǎng)絡資源的使用質(zhì)量造成巨大影響，但常規(guī)網(wǎng)絡計算要面對的資源十分龐大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更是高度復雜，因此會嚴重影響計算效率等質(zhì)量指標，這時為了改進網(wǎng)絡計算，現(xiàn)代相關(guān)領(lǐng)域提出了智能信息處理技術(shù)下的網(wǎng)絡計算概念，認為將智能信息處理技術(shù)融于網(wǎng)絡計算可以起到改進效果，對此本文研究將驗證這一點。

1 基礎(chǔ)設計

以網(wǎng)絡計算中常見算法“粒子群算法”為例，對該算法進行計算流程設計，并利用該流程對網(wǎng)絡資源進行計算，統(tǒng)計該流程中算法存在的問題，由此確立算法改進方向，以便于智能信息處理技術(shù)的融入。

1.1 粒子群算法計算流程設計

根據(jù)粒子群算法理論及常規(guī)網(wǎng)絡計算流程進行設計，首先將網(wǎng)絡資源與粒子群算法連接，使網(wǎng)絡資源導入到算法主要流程中，隨之算法開始，其次算法在接收到網(wǎng)絡資源后會根據(jù)粒子群生成邏輯進行初始化，形成粒子群模式，并對該模型進行適應性計算，完全適應后會正式開始計算，計算過程中會對粒子群中粒子的位置、速度進行不斷的更新，指導其觸及終止條件，但計算結(jié)果符合終止條件后，根據(jù)終止條件與計算結(jié)果的對比結(jié)果可知計算結(jié)果是否符合需求，如果是則計算完成，否則返回更新步驟重新調(diào)整，同時置換、優(yōu)化終止條件，直到計算結(jié)果符合需求為止[1]。

1.2 算法性能分析

根據(jù)粒子群算法計算流程設計，將其應用于網(wǎng)絡資源計算中，網(wǎng)絡資源來源與某視頻軟件，計算過程中對算法各步驟的效率、準確性進行統(tǒng)計。傳統(tǒng)算法在網(wǎng)絡計算當中的效率表現(xiàn)一般，總體用時較長，這不滿足用戶需求，而造成這種現(xiàn)象的因素在于算法在“粒子群初始化同時計算適應”、“位置、速度更新”兩個步驟中的耗時較長，尤其是“位置、速度更新”，原因為該軟件的網(wǎng)絡資源規(guī)模、種類、關(guān)系復雜，要對這樣的網(wǎng)絡資源進行適應或更新它們的位置、速度，必然需要消耗大量的時間，否則算法邏輯無法運作，因此如何降低這兩個步驟的耗時，是優(yōu)化算法性能的主要方向。同時在準確性上來說，與準確性指標對應的步驟為“位置、速度更新”、“終止條件判斷”，根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果顯示，在“位置、速度更新”中算法準確性達到了99%，基本符合標準，但“終止條件判斷”步驟的準確性只有97%，不符合標準，原因在于復雜的網(wǎng)絡資源可能導致算法計算失常，因此出現(xiàn)部分準確不足的計算結(jié)果，這也是算法性能需要得到改進的地方。

表1：融入了智能信息處理技術(shù)子系統(tǒng)的網(wǎng)絡計算系統(tǒng)性能統(tǒng)計結(jié)果

2 智能信息處理技術(shù)子系統(tǒng)設計

通過建立網(wǎng)絡計算主系統(tǒng)，在該系統(tǒng)基礎(chǔ)上先介紹智能信息處理技術(shù)的基本原理，后進行子系統(tǒng)設計，再分析子系統(tǒng)對主系統(tǒng)的幫助。

2.1 智能信息處理技術(shù)基本原理

智能信息處理技術(shù)的核心為“人工神經(jīng)網(wǎng)絡”，即該項技術(shù)運作流程、邏輯是模擬人神經(jīng)系統(tǒng)得出的，因此與人的思維方式高度相似，在運作當中可以對信息、數(shù)據(jù)的特征進行分析、提取，由此完成信息或數(shù)據(jù)分類，再根據(jù)最終目的對分類后的信息或數(shù)據(jù)進行排列，形成智能邏輯網(wǎng)絡（即人工神經(jīng)網(wǎng)絡），在該網(wǎng)絡中每個信息或數(shù)據(jù)都是一個節(jié)點，各個節(jié)點之間存在聯(lián)系，且聯(lián)系關(guān)系中每個節(jié)點的聯(lián)系方向、關(guān)聯(lián)度都有不同，這樣就能準確的劃分出信息或數(shù)據(jù)的層次，得出優(yōu)先級，最后生產(chǎn)輸出結(jié)果，輸出結(jié)果可以為其他領(lǐng)域提供判斷幫助[2]。

2.2 子系統(tǒng)設計

根據(jù)智能信息處理技術(shù)原理進行子系統(tǒng)設計，可以將智能信息處理技術(shù)子系統(tǒng)放置在網(wǎng)絡資源與主系統(tǒng)之間，因此網(wǎng)絡資源不會被直接導入主系統(tǒng)接收粒子群算法計算，而是先被智能信息處理技術(shù)進行處理，處理中或提取網(wǎng)絡資源的特征，并將各個資源根據(jù)關(guān)聯(lián)度計算結(jié)果聯(lián)系起來，最后實現(xiàn)資源分類，這些處理結(jié)果會全部導入主系統(tǒng)中。

2.3 子系統(tǒng)對主系統(tǒng)的幫助

采用相同方法對融入了智能信息處理技術(shù)子系統(tǒng)的網(wǎng)絡計算系統(tǒng)性能進行統(tǒng)計，具體見表1。

通過表1 統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，在智能信息處理技術(shù)子系統(tǒng)融入的條件下，整個網(wǎng)絡計算系統(tǒng)的計算總耗時為29s，對比與主系統(tǒng)直接運作的計算總耗時，該數(shù)據(jù)體現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢，同時在“粒子群初始化同時計算適應”、“位置、速度更新”兩個步驟上，因為智能信息處理技術(shù)的融入使得兩個步驟的耗時大幅減少，所以該項技術(shù)具有較高的應用價值，而在準確性上“位置、速度更新”、“終止條件判斷”兩個步驟也得到了提升，全部達到了100%水平，可以在智能信息處理技術(shù)影響下，網(wǎng)絡計算的性能能夠得到大幅優(yōu)化[3]。

3 智能信息處理技術(shù)子系統(tǒng)內(nèi)部設計

傳統(tǒng)形式上的信息系統(tǒng)設計只代表子系統(tǒng)與主系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)，并不代表兩者可以直接連接，且子系統(tǒng)具備完整的運作邏輯，因此為了在實際應用當中讓兩者連接在一起，同時保障子系統(tǒng)滿足主系統(tǒng)計算需求，需要對子系統(tǒng)內(nèi)部進行設計。內(nèi)部設計步驟包括：邏輯算法確立、應用形式選擇、軟件設計，各步驟具應滿足相關(guān)要求。

3.1 邏輯算法確立

智能信息處理技術(shù)雖然是作為子系統(tǒng)為主系統(tǒng)提供服務，但其在整個系統(tǒng)中具有獨立性，因此要具備自主邏輯，要根據(jù)智能邏輯實現(xiàn)原理來確立邏輯算法。對此參照相關(guān)研究可知，實現(xiàn)智能邏輯的常見算法為“遺傳算法”。遺傳算法（Genetic Algorithm，GA）是一種通用性算法，適用于各種問題當中，因此可以作為智能信息處理技術(shù)的邏輯支撐算法，該算法原理為：采用編碼方法將問題代入到算法的可搜索空間當中，生成一個“父代群體”，再從父代群體中選擇算子進行計算，確認父代群體中的個體能產(chǎn)生多少個子代個體，同時確認父代群體個體重組與交叉?zhèn)€體，隨后進行遺傳，這樣可以讓父代群體以遺傳的方式不斷優(yōu)化，直至其滿足實際需求，在這個過程中實現(xiàn)父代群體優(yōu)化的邏輯為適應函數(shù)，其主要由目標函數(shù)轉(zhuǎn)換而來，如果計算結(jié)果滿足適應函數(shù)，則說明父代群體得到了優(yōu)化，否則說明計算結(jié)果中所帶入的算子適應性不高，不能實現(xiàn)優(yōu)化作用[4]。

根據(jù)遺傳算法的基本原理，可以通過三個步驟利用該算法來確立智能信息處理技術(shù)邏輯，具體如下：3.1.1 步驟一，編碼方式選擇

根據(jù)相關(guān)研究可知，遺傳算法中常見的編碼方式包括：二進制編碼、格雷碼編碼、浮點數(shù)編碼、各參數(shù)級編碼等，這些編碼方式各有優(yōu)劣，需要根據(jù)實際情況來進行選擇。這一條件下，以網(wǎng)絡計算的高效率、高準確性為目的，將選擇二進制編碼作為編碼方式，二進制編碼具有較高的搜索能力，符合積木編碼原則，且能夠保障編碼結(jié)果的準確性，而該編碼方式的缺陷在于面對連續(xù)函數(shù)離散化現(xiàn)象會出現(xiàn)映射誤差，難以反應問題本質(zhì)，但這一問題在智能信息處理技術(shù)的功能影響下可以被消除，因此不會造成負面干擾。

3.1.2 步驟二，算子選擇

算子選擇是遺傳算法操作的關(guān)鍵步驟，一般采用隨機競爭、無回訪隨機選擇、最佳保留選擇機制來完成操作，這些選擇機制也有差別，其中最符合網(wǎng)絡計算高效率、高準確性的機制為最佳保留機制，因此將采用該機制來完成算子選擇。最佳保留選擇機制下，算子選擇需要根據(jù)適應函數(shù)才能做出判斷，在每個父代群體或子代群體當中，只選擇與適應函數(shù)匹配度最高的算則。

3.1.3 步驟三，適應函數(shù)生成

適應函數(shù)來源于目標函數(shù)，需要采用計算方法對目標函數(shù)進行轉(zhuǎn)換，因此公式（1）給出了目標函數(shù)向適應函數(shù)轉(zhuǎn)換的方法[5]。

F'=aF+b （1）

公式（1）為線性尺度轉(zhuǎn)換方法，其中F 代表了適應函數(shù)；aF+b 代表了目標函數(shù)。

通過以上步驟可確立智能信息處理技術(shù)的運作邏輯，即以適應函數(shù)為基準，不斷對網(wǎng)絡資源進行計算，提煉出每個父代群體中的最佳算子，促使網(wǎng)絡資源所代表的父代群體向下一代優(yōu)化發(fā)展，實現(xiàn)網(wǎng)絡資源效率、準確性提升目的。利用遺傳算法能夠有效提高智能信息處理技術(shù)的處理能力，對網(wǎng)絡計算有益幫助。

3.2 應用形式選擇

在智能信息處理技術(shù)的邏輯明確后，就要對技術(shù)所代表的子系統(tǒng)進行功能設計，這里就要做好應用形式選擇工作，一般來說在網(wǎng)絡計算中智能信息處理技術(shù)至少要具備兩種應用形式，分別為大數(shù)據(jù)應用、信息融合應用，各形式內(nèi)容見下文。

3.2.1 大數(shù)據(jù)應用

大數(shù)據(jù)是一種“數(shù)據(jù)規(guī)模”的概念，是典型的“量變引起質(zhì)變”的表現(xiàn)，而網(wǎng)絡計算中的網(wǎng)絡資源就符合大數(shù)據(jù)特征，因此智能信息處理技術(shù)需要具備大數(shù)據(jù)應用形式。大數(shù)據(jù)應用形式的實現(xiàn)主要可以采用云計算模式來搜集大數(shù)據(jù)信息，再結(jié)合以上提到的粒子群算法就能夠有效對大數(shù)據(jù)進行處理，使其能夠被應用于網(wǎng)絡資源管理中。

3.2.2 信息融合應用

因為在網(wǎng)絡計算當中所遇到的問題一般都涉及到很多信息或數(shù)據(jù)，所以單純的對某個信息或數(shù)據(jù)進行判斷，是很難了解問題本質(zhì)的，這也會導致子系統(tǒng)二進制編碼方式的缺陷暴露。這一條件下，智能信息處理技術(shù)就要具備信息融合應用，能夠針對問題進行分析，將與問題有關(guān)的信息整合、融合，在一個有限的范圍內(nèi)對問題進行全面分析，此舉可以讓網(wǎng)絡計算更加完整、準確，這樣子系統(tǒng)與主系統(tǒng)才具備連接的基礎(chǔ)。

3.2.3 軟件設計

通過以上兩個步驟可子系統(tǒng)與主系統(tǒng)可以相互連接，但要將兩者整合在一起還需要進行軟件設計。首先考慮到網(wǎng)絡計算是在網(wǎng)絡環(huán)境中開展的，因此要選擇網(wǎng)絡軟件開發(fā)平臺與工具，對此文中選擇了開放式平臺與Java 工具，開放式平臺能夠為整體系統(tǒng)提供良好的環(huán)境，其中算法邏輯與技術(shù)功能都可以被該平臺承載，而Java能夠盡可能簡便的開發(fā)出功能軟件，支撐系統(tǒng)運作，說明開放式平臺及Java 適用性良好，可以被使用。其次開發(fā)中采用局域網(wǎng)通信協(xié)議TCP/IP 進行設計，使子系統(tǒng)與主系統(tǒng)之間產(chǎn)生通信聯(lián)系，由此讓兩者連接在一起。

4 結(jié)語

綜上，本文對智能信息處理技術(shù)在網(wǎng)絡計算中的應用進行了分析，得出了網(wǎng)絡計算模型、智能信息處理技術(shù)子系統(tǒng)模型，通過兩個模型的拓撲概念融合可知，在子系統(tǒng)模型與主系統(tǒng)模型融合的情況下，智能信息處理技術(shù)能夠讓網(wǎng)絡計算更加完整，計算效率與結(jié)果準確性有明顯提升，說明該項技術(shù)具有較高應用價值。同時為了實現(xiàn)主系統(tǒng)與子系統(tǒng)的連接，對子系統(tǒng)內(nèi)部進行了設計，促使兩者完美連接，起到利用智能信息處理技術(shù)支撐網(wǎng)絡計算的作用。