面向边缘智能的资源调度策略及实验平台验证

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:JK0803_hlw
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
结合了图像/视频处理、计算机视觉和通信网络的多媒体物联网有望应用于智能驾驶和视频监控等领域。针对图像/视频处理和计算机视觉等相关领域问题,深度学习成为一种主流解决方案。为满足时延敏感任务的需要,深度学习可与在网络边缘处理和分析数据的边缘计算进行结合,形成边缘智能,即在更靠近数据源的边缘节点进行深度学习模型推理。然而,边缘智能尚处发展初期,目前存在诸多问题,特别是边缘节点有限的存储资源使得其无法放置大量深度学习模型,单个边缘节点有限的计算资源使得其难以在短时间内完成计算任务等。针对这些问题,本文提出了边缘计算资源放置算法和任务分配算法,并搭建实验平台及开展验证。本文的主要研究工作如下:1、针对边缘节点存储资源不足的问题,本文特别考虑各节点被请求概率不等的情况,基于深度学习模型的请求热度和节点间可通信的网络架构提出了面向边缘智能的多轮边缘计算资源放置算法,该算法在一定程度上预测了用户请求,且考虑了边缘节点间的合作,可充分利用被请求概率较低节点的闲置存储资源。针对边缘节点计算资源不足的问题,本文基于协同处理任务思想,将多个节点组成集群,以集群为单位处理计算任务,目标为减小任务处理时间和均衡节点间负载。基于实测数据和NSGA-II(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II)算法设计策略,研究子任务的分配和各个应用在多个协同的边缘节点的放置问题。基于Matlab平台的参数仿真实验表明,所提出的资源放置算法在各节点被请求概率不等,且节点容量为10GB,用户请求种类为100种时,存储资源利用率相较对比算法高70%~77%,平均时延可减少5%~21%;所提出的任务分配算法在视频总任务大小为8MB时,相较对比算法可减少45%的任务处理时间。2、为弥补现有工作仅进行参数仿真的不足,本文基于Docker和Kubernetes设计并搭建半实物实验平台,以视频处理任务作为用户请求,以基于深度学习模型创建的应用作为最小任务处理单位,在实验平台验证任务分配算法。实验结果表明,相较对比算法,本文所提出的任务分配算法可减少38%的任务处理时间和50%的节点间CPU负载差值。
其他文献
学位
NAND闪存作为一种新型的存储技术,近年来得到了快速的发展,凭借其体积小、存储密度高、读写速度快等优势成为了主流存储方案之一。NAND闪存的可靠性和使用寿命始终是限制其发展的主要障碍。为了进一步提到存储容量,降低生产成本,NAND闪存制造商通过制造工艺的提高和结构设计的进步,单元存储量由早期SLC、MLC发展为TLC、QLC,闪存结构由2D转变为3D。在NAND闪存设计制作发展的同时,闪存特征尺寸
目标跟踪作为一门跨学科的前沿技术,融合了图像处理、模式识别、人工智能、自动控制等多种不同领域的理论知识。在军事制导、视觉导航、安全监控、智能交通、视频编码、医疗诊断、气象分析及天文观测等众多领域中有着广阔的应用前景,因此对于目标跟踪算法的研究具有重要的实际意义和理论价值。目标跟踪算法的目的就是在一段图像序列中实时地找到感兴趣的运动目标,并给出目标所在的位置、速度、加速度等信息。深度学习是一类新兴的
在以数字建造为核心的“中国建造2035”发展战略背景下,建筑业信息化转型升级离不开各类建设工程分析软件的支撑。目前我国建设工程分析软件市场被国外软件占据,可能带来经济损失和工程数据安全隐患,导致建筑业发展受阻。由于制约我国建设工程分析软件发展的因素众多,现有研究缺少对其系统性分析。因此,本文结合产业创新系统理论,扎根理论,结构方程模型方法对我国建设工程分析软件自主创新发展要素及用影响路径进行研究,
学位
学位
学位
数据中心机房内存放着各种各样的设备,运行时伴随着大量的热负荷产生,设备硬件自身对环境温湿度控制精度要求较高,环境不适合可能导致硬件损坏。为了维持设备硬件正常工作的环境,数据机房必须设有24小时不间断稳定运行的精密空调。然而机房空调在长时间的运行中难免会发生故障,其中传感器故障很难及时发现。对于高维度、体量大、价值高的空调数据来说,基于数据驱动的故障检测方法近年来被广泛学者关注。本文研究对象为一台风
学位
学位