1.一种面向云边聚合计算的多决策计算任务优化卸载方法,其特征在于,包括:获取环境参数、任务参数以及本地服务器与云服务器之间的网络带宽信息;
所述环境参数包括本地服务器的CPU算力、云服务器的CPU算力以及边缘服务器的CPU算力,所述任务参数包括本地服务器的最大同时处理任务数信息、云服务器最大同时处理任务数信息以及边缘服务器的最大同时处理任务数信息;
基于所述任务参数,为每个任务设置相应的层级;
所述为每个任务设置值相应的层级包括,
获取细粒度式应用程序中各个任务的数据量、最大容忍时延、前置任务集合以及后置任务集合信息;
将所述应用程序的起始任务设置为第一层级;
从所述起始任务开始任务分级,基于应用程序的网络拓扑图,以层序遍历的顺序依次为各个任务设置相应的层级;
对于应用程序中的第i个任务Vi,若Vi含有后置任务,暂定Vi后置任务集中的所有任务处于Vi的下一层级中;
对于同一层级中的任务,将它们的后置任务暂时归为同一层级;
对于同一层级中任意的两个任务Vi和Vj,若Vj在Vi的后置任务集中,将Vj置于下一层级;
循环迭代,直至同层级中的任务间不存在连通路径;
将完成层级设置的任务分配给应用程序,应用程序开始任务执行,判断应用程序的终止任务是否完成,并获取最优解。
2.如权利要求1所述的面向云边聚合计算的多决策计算任务优化卸载方法,其特征在于:应用程序的执行从起始任务开始,并且随着终止任务的结束而结束,应用程序的执行过程分成被多个时隙进行处理。
3.如权利要求2所述的面向云边聚合计算的多决策计算任务优化卸载方法,其特征在于:根据当前时隙内各个服务器的状态,为已卸载到当前服务器上的任务分配合适的计算资源;
本地服务器的计算资源分配包括,
规定在同一时刻只能有一个正在运行的计算任务,分配给本地服务器的其余任务都必须在等待队列中等待处理;
云服务器和边缘服务器的计算资源分配包括,
云服务器和边缘服务器可以同时处理多个任务,若分配给云服务器和边缘服务器的任务数量超过其最大可同时处理的任务数,则正在运行的任务平分当前服务器所含有的计算资源,其余任务在等待队列中等待处理;若分配给云服务器和边缘服务器的任务数量小于它们的最大负载,则分配给其的任务同时运行处理;若当前时隙有且仅有一个任务待处理,且等待队列为空,则该任务独占服务器的全部计算资源。
4.如权利要求3所述的面向云边聚合计算的多决策计算任务优化卸载方法,其特征在于:包括,若当前时隙为第一轮或最后一轮时隙,只需分别对起始任务和终止任务进行判断处理;
在每个时隙开始时,统计已生成的任务,并记录当前情况下各个服务器的状态信息;
根据操作集中的每个操作和所述服务器的状态信息,将所有已生成的任务卸载到对应的服务器上,同时分配合适的计算资源;
根据当前时隙选择的操作、任务的卸载位置以及对应的服务器状态信息,对任务进行处理,直至时隙结束;
当时隙 取值适当时,每个时隙结束后,应用程序分级后处于上一层的任务大部分都已处理完毕,并构建没个时隙的近似惩罚函数其中,m表示第k个时隙已完成任务的总数,θi表示应用程序中第i个任务Vi的状态,C(vi)表示任务Vi的传输时间,W(vi)表示任务Vi的等待时间,E(vi)表示任务Vi的执行时间;
基于决策状态马尔可夫链,由操作集A={a1,a2,a3,...}得到一组近似惩罚值,并从所述近似惩罚值中选取最小惩罚结果 为当前时隙的最优解,其中ai为最优操作;
根据所述最优操作,更新所述已生成任务的生成时间、等待时间、执行时间以及对应的服务器状态信息;
根据更新后的所述生成时间、所述等待时间、所述执行时间以及所述服务器状态信息,执行下一时隙的任务卸载。
5.如权利要求4所述的面向云边聚合计算的多决策计算任务优化卸载方法,其特征在于:对于细粒度式应用程序中的每个任务,预设各类型时延包括传输时延、等待时延、计算时延。
6.如权利要求5所述的面向云边聚合计算的多决策计算任务优化卸载方法,其特征在于:包括,当计算任务所对应的卸载位置为本地服务器,则计算任务对应本地服务器的传输时延为0,计算任务对应本地服务器的等待时延为计算任务的开始执行时刻减去计算任务的生成时刻,计算任务对应本地服务器的计算时延等于计算任务的数据量与本地服务器的CPU算力的比值;
当计算任务所对应的卸载位置为边缘服务器,则计算任务对应边缘服务器的传输时延为0,并计算任务对应边缘服务器的等待时延W(vi,a)、计算时延E(vi),所述计算任务对应边缘服务器的等待时延W(vi,a)包括,其中,n表示当前时隙该任务所卸载的边缘服务器上被分配的计算任务的数量以及正在计算的任务数量的总和,max表示当前任务所对应的边缘服务器被允许的最大可同时处理的任务数量,t始表示计算任务的开始执行时刻,t生表示计算任务的生成时刻;
所述计算任务对应边缘服务器的计算时延E(vi)包括,
其中,δi表示计算任务vi的数据量,p′a表示当该计算任务正在运行时对应边缘服务器分配给其的计算资源。
7.如权利要求6所述的面向云边聚合计算的多决策计算任务优化卸载方法,其特征在于:包括,当计算任务所对应的卸载位置为云服务器,计算任务由本地服务器上传至云服务器的传输时延C(vi)、等待时延W(vi,c),所述计算任务由本地服务器上传至云服务器的传输时延C(vi)包括,其中,δi表示计算任务vi的数据量,Bl,c表示本地服务器和云服务器之间的信道带宽,2
hl,c表示终端用户和云服务器之间的信道增益,σ表示高斯噪声功率,pc表示云服务器的CPU算力;
所述计算任务由本地服务器上传至云服务器的等待时延W(vi,c)包括,W(vi,c)=t始‑t生‑C(vi)
其中,t始表示计算任务的开始执行时刻,t生表示计算任务的生成时刻,C(vi)表示计算任务由本地服务器上传至云服务器的传输时延;
所述计算任务对应云服务器的计算时延E(vi,c)包括,其中,δi表示计算任务vi的数据量,pc′表示云服务器分配给该任务的计算资源;
获取计算任务的各项时延之和,若时延之和超过任务所能容忍的最大时延,则设置该操作所对应的惩罚结果为阈值上限,同时停止运行对应的服务器。
8.如权利要求7所述的面向云边聚合计算的多决策计算任务优化卸载方法,其特征在于:除起始任务外,当且仅当计算任务的前置任务集中所有的计算任务都运行完毕,该计算任务才会生成。