基于馬爾可夫鏈的應(yīng)用系統(tǒng)可用性預(yù)測(cè)

張玉爽 李佳珍 張婷等

摘要：隨著企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)與業(yè)務(wù)的不斷融合，企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的可用與否直接影響日常辦公和科研生產(chǎn)，因此保障其持續(xù)可用有著重要的意義。本文通過研究馬爾可夫鏈，提出基于馬爾可夫鏈的應(yīng)用系統(tǒng)可用性預(yù)測(cè)模型．根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)下一階段應(yīng)用系統(tǒng)可用性進(jìn)行預(yù)測(cè)，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行提前處理，從而提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。通過將該預(yù)測(cè)模型在北京計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用研究所中進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，應(yīng)用系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，提升了用戶體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：馬爾可夫鏈；應(yīng)用系統(tǒng)；可用性預(yù)測(cè)；故障處理

中圖法分類號(hào)：TP316 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

１ 引言

隨著企業(yè)不斷發(fā)展，應(yīng)用系統(tǒng)逐漸增多，系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，企業(yè)內(nèi)的日常辦公和生產(chǎn)幾乎全部依托于應(yīng)用系統(tǒng)，因此應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定性將直接影響辦公效率和生產(chǎn)進(jìn)度。由于應(yīng)用系統(tǒng)故障發(fā)生的時(shí)間不確定，發(fā)生故障時(shí)無法及時(shí)察覺，因此傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)故障處理往往是故障發(fā)生后再進(jìn)行處理［１］ ，故障排除周期長(zhǎng)，造成的影響較大，導(dǎo)致企業(yè)內(nèi)用戶對(duì)企業(yè)信息化及日常運(yùn)維滿意度較低。基于此，企業(yè)急需一套應(yīng)用系統(tǒng)可用性預(yù)測(cè)方法，可以預(yù)測(cè)未來系統(tǒng)可用性的狀態(tài)，根據(jù)可用性狀態(tài)提前處理可能發(fā)生的故障而延長(zhǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間［２］ ，從而達(dá)到提高企業(yè)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。本文通過研究馬爾可夫鏈模型，將其用于應(yīng)用系統(tǒng)可用性預(yù)測(cè)，為應(yīng)用系統(tǒng)可用性預(yù)測(cè)提出了一種新的解決思路。

２ 馬爾可夫鏈介紹

馬爾可夫鏈?zhǔn)歉怕收摵蛿?shù)理統(tǒng)計(jì)中具有馬爾可夫性質(zhì)且存在于離散的指數(shù)集和狀態(tài)空間內(nèi)的隨機(jī)過程。馬爾可夫鏈研究的是系統(tǒng)的各個(gè)狀態(tài)及各個(gè)狀態(tài)之間的相互變化，系統(tǒng)的下一狀態(tài)僅和當(dāng)前狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率有關(guān)，而與歷史狀態(tài)無關(guān)，即具有無后效性［３］ 。馬爾可夫鏈可以根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)預(yù)測(cè)在將來某個(gè)時(shí)間點(diǎn)各個(gè)狀態(tài)的分布情況，進(jìn)而為決策提供依據(jù)。馬爾可夫鏈模型在光伏電站可靠性評(píng)估［４］ 、降雨量預(yù)測(cè)［５］ 、工業(yè)系統(tǒng)中軸承的故障預(yù)測(cè)［６］ 等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用，是一種非常有用的數(shù)據(jù)工具。馬爾可夫鏈模型通常由３ 個(gè)元素組成，即〈Ｓ，π，Ａ〉。

其中，Ｓ 表示模型中的狀態(tài)，狀態(tài)數(shù)量用Ｎ 表示，則：Ｓ ＝｛ｓ１，ｓ２，…，ｓＮ ｝ （１）

Ｓ 與Ｎ 的值根據(jù)具體的實(shí)際問題進(jìn)行設(shè)置，且Ｎ個(gè)狀態(tài)間存在一定的聯(lián)系。

５ 結(jié)束語

企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的可用性影響企業(yè)的日常辦公和科研生產(chǎn)，因此如何預(yù)測(cè)系統(tǒng)可用性狀態(tài)并提前采取措施，以保障應(yīng)用系統(tǒng)持續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行是企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的工作。本文應(yīng)用馬爾可夫鏈模型對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)可用性狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，取得了較好的效果，為后續(xù)應(yīng)用系統(tǒng)可用性預(yù)測(cè)提供了新的思考方式。但預(yù)測(cè)模型需要以大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為支撐，本文的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)有限，且應(yīng)用系統(tǒng)的可用性隨著ｂｕｇ 的修復(fù)會(huì)逐漸趨于穩(wěn)定，因此狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣會(huì)根據(jù)實(shí)際情況有一定變化，針對(duì)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的計(jì)算可以進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：張玉爽（１９９３—），碩士，工程師，研究方向：企業(yè)信息化建設(shè)。