CN103336748A - 智能计算机系统及在其中运行的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种智能的系统架构，在系统运行期间，根据实际资源的使用情况，动态的切换二层架构模式和三层架构模式，最大化利用客户端机器和服务器的计算能力，从而获取最优的计算能力，最佳的用户体验。

Description

智能计算机系统及在其中运行的方法

技术领域

本发明属于计算机开发和系统集成领域。

背景技术

计算机系统架构主要描述一个系统的硬件构成和软件构成。一般会包含多台PC终端和多台服务器，通过网络连接在一起，在不同的硬件设备上部署合适的软件，来构建一个完整的系统。

数据统计分析是指对存储在数据库或文件中的数据，一般是海量数据，对其进行清洗、聚合和计算操作，从而得到有意义的结果。如得到某种趋势分析，总量分布，以及找出出现故障的具体设备等。

本发明中将用到如下的缩略语与关键词定义：

■二层架构：客户端软件直接访问数据库服务器的系统组织形式。

■三层架构：客户端访问应用服务器，应用服务器再访问数据库服务器的系统组织形式。

■数据库服务器：负责数据存储和数据增、删、改、查、聚集、运算等基本操作的硬件和软件。

■应用服务器：负责面向用户业务逻辑的数据处理工作的硬件和软件。

■用户终端：负责接收用户输入、数据处理和显示结果的PC机或者笔记本电脑。

传统的系统架构设计思想中，二层架构模式和三层架构模式都是存在的，但都是固定的。也就是说要么是二层架构，要么是三层架构。

从资源使用和计算能力的角度来看，二者各有优缺点。

二层架构如附图1所示。二层架构下，用户终端机器，直接访问数据库，对从数据库中查询出来数据的加工处理工作，由用户终端计算机完成。

其优点在于：每个用户执行数据分析功能时，数据处理工作都由各自的终端计算机完成。数据处理一般需要占用较多的计算机资源，由于分散到各个终端计算机上，系统并发用户多时，也不会产生数据处理方面的性能瓶颈。

其缺点在于：终端计算机一般为PC机或者笔记本电脑，硬件配置水平不等，无法得到保证。即便是CPU和内存配置较高的个人电脑，其计算能力也无法和服务器来比。所以会导致数据处理耗时长，某些情况下还会出现内存不够用，导致内存溢出，无法输出结果的情况。

三层架构如附图2所示。三层架构下，数据处理都由应用服务器来完成，用户终端机器只负责数据的呈现。

其优点在于：利用服务器的超强计算能力，可以快速完成数据处理过程，得到用户想要的结果，用户体验良好。

其缺点在于：当系统并发用户较多，数据处理工作的并发请求量较大时，即便是配置超强的服务器，受其有限的CPU处理能力和内存空间影响，也无法同时完成大量的、尤其数据量巨大的数据处理工作，同样会导致一部分用户的数据处理请求失败，这时应用服务器就成为了系统的性能瓶颈。

发明内容

为了克服二层架构和三层架构的上述缺陷，本发明的目的是通过使用一种智能的系统架构，在系统运行期间，根据实际资源的使用情况，动态的切换二层架构模式和三层架构模式，最大化利用客户端机器和服务器的计算能力，从而获取最优的计算能力，最佳的用户体验。

为此，本发明提出了一种智能计算机系统，如图3所示,包括：一个或多个数据库服务器，用于负责数据存储和数据增、删、改、查、聚集、运算等基本操作的硬件和软件；一个或多个应用服务器，用于负责面向用户业务逻辑的数据处理工作的硬件和软件；一个或多个用户终端，用于负责接收用户输入、数据处理和显示结果的PC机或者笔记本电脑；其中，一个或多个用户终端与一个或多个数据库服务器相连接，同时，也和一个或多个应用服务器相连接。

根据本发明的一个方面，应用服务器中包括：

智能调度模块，用于接收用户终端的请求信息，并根据应用服务器当前资源使用情况，来决定是由应用服务器还是用户终端处理本次统计；数据处理模块，用于对数据库查询返回的原始的数据进行加工，生成最终想要的结果。

根据本发明的一个方面，数据库服务器中包括：数据存储模块，用于存储海量数据；数据查询模块，用于根据应用服务器或用户终端的请求，在海量数据中查询想要的数据。

根据本发明的一个方面，用户终端包括：数据呈现模块，用于设置查询条件，包括时间条件，点击查询按钮发起统计过程，以表格和图形的方式显示数据处理结果；数据处理模块，用于对数据库查询返回的原始的数据进行加工，生成最终想要的结果。

根据本发明的一个方面，其特征在于：当用户终端向应用服务器发起数据处理的请求时，如果此时应用服务器较闲，应用服务器会接受请求，并根据用户终端发过来的请求参数，向数据库服务器请求数据，接收数据库服务器的数据，对其处理加工后，将最后的结果返回给用户终端。

根据本发明的一个方面，其特征在于：如果应用服务器收到用户终端请求时很忙，就会告知用户终端：应用服务器很忙，不能处理此请求；则用户终端就会转向数据库服务器请求需要的数据，收到数据后，用户终端自行完成数据的处理。

本发明还提出了一种在智能计算机系统中运行的方法，能够动态的切换二层架构模式和三层架构模式；在二层架构模式下，用户终端机器，直接访问数据库，对从数据库中查询出来数据的加工处理工作，由用户终端计算机完成；三层架构下，用户终端机器，直接访问应用服务器，数据处理都由应用服务器来完成，用户终端机器只负责数据的呈现；在系统运行期间，根据实际资源的使用情况，动态的切换二层架构模式和三层架构模式，最大化利用客户端机器和服务器的计算能力。

根据本发明的一个方面，动态的切换二层架构模式和三层架构模式是按照如下的方式进行切换：用户设置了统计的起始时间和结束时间后，点击“查询”按钮发起请求；应用服务器将此请求传递给智能调度模块，智能调度模块读取当前应用服务器资源占用情况，如果CPU占用率<50%且内存占用率<50%且可用内存>10G，说明应用服务器有充足资源,则应用服务器接收处理此统计请求，并通知客户端等待返回统计结果，此时应用的是三层架构；如果CPU占用>80%或内存占用率>80%或可用内存<5G，说明应用服务器资源占用情况较严重，则应用服务器拒绝处理此需求，通知客户端自行查询数据库并由客户端自行完成统计过程，此时应用的是二层架构；

智能架构综合了二层架构和三层架构的优点，自然也就规避掉了其对应的缺点，从而实现资源的充分利用和处理能力的最大化，为系统用户提供最优的使用体验。系统优先使用三层架构模式，用户终端先向应用服务器发起数据处理的请求，如果此时应用服务器较闲，应用服务器会接受请求，并根据用户终端发过来的请求参数，向数据库服务器请求数据，接收数据库服务器的数据，对其处理加工后，将最后的结果返回给用户终端；如果应用服务器收到用户终端请求时很忙，就会告知用户终端：应用服务器很忙，不能处理此请求。用户终端就会转向数据库服务器请求需要的数据，收到数据后，用户终端自行完成数据的处理。

根据本发明的智能架构，解决了如下从属的技术问题，配置很低的PC终端，在二层架构模式下，无法完成数据处理工作，导致用户无法使用系统。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明：

附图1为二层架构的框图。

附图2为三层架构的框图。

附图3为根据本发明实施例的智能架构的框图。

附图4为根据本发明实施例的各类设备上的软件模块。

附图5为根据本发明实施例的三层架构模式由应用服务器完成数据处理的情形。

附图6为根据本发明实施例的二层架构模式由客户端完成数据处理的情形。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

从附图4中可以看出，实现智能架构的关键两点：

第一点，在应用服务器软件和用户终端软件上，都可以完整地运行数据处理

模块；

第二点，应用服务器软件中包含一个智能调度模块。

来自用户终端的数据处理请求，先到达应用服务器的智能调度模块，智能调度模块根据当前有多少数据处理请求在处理中，以及应用服务器的CPU和内存的使用情况，另外还有PC终端的配置情况，来决定是否受理本次数据处理请求。如果智能调度模块决定不处理本次数据处理请求，则会通知PC终端自行处理。如果发起请求的终端硬件配置较低，根本不可能完成数据处理工作，应用服务器即使很忙，也要受理本次请求。如果当时确实没有资源进行处理，则把本次请求放到待处理的请求队列里，待有资源后，再做处理。

下面以小区呼叫成功率统计功能为例，具体说明此过程：

小区呼叫成功率统计：统计各个通信小区内，语音呼叫的成功率指标。

过滤条件：起始时间，结束时间。

统计维度：LAC（Location Area Code位置区编码）+小区ID

统计指标：呼叫业务总次数、成功呼叫总次数、呼叫成功率、失败总次数，

各种失败原因次数

用户设置了统计的起始时间和结束时间后，点击“查询”按钮；

界面程序会将功能ID、时间条件、维度信息、指标信息、登录用户等级、客户端机器是否具备数据处理能力等信息发送给应用服务器，客户端机器内存如果<=1G，则不具备数据处理能力，否则客户端机器具备数据处理能力；

应用服务器将此请求传递给智能调度模块，

智能调度模块读取当前应用服务器资源占用情况(CPU占用率、内存占用率、剩余可用内存)

如果应用服务器有充足资源（CPU占用率<50%且内存占用率<50%且可用内存>10G）,则应用服务器接收处理此统计请求，并通知客户端等待返回统计结果，此时应用的是三层架构；

如果应用服务器资源占用情况较严重(CPU占用>80%或内存占用率>80%或可用内存<5G)，则应用服务器拒绝处理此需求，通知客户端自行查询数据库并由客户端自行完成统计过程，此时应用的是二层架构；

如果应用服务器资源占用不属于上述两种情况，说明应用服务器较忙，但还有一定的资源处理新的统计请求，此时要看发起本次统计请求的用户的等级，如果用户等级为系统管理员或者高级用户或者发起请求的客户端机器不具备数据处理能力，则应用服务器接收请求，并通知客户端等待返回结果，此时应用的是三层架构；如果发起本次查询的用户级别为一般用户且客户端机器具备数据处理能力，则应用服务器拒绝处理本次统计请求，并通知客户端自行查询数据库并由客户端自行完成统计过程，此时应用的是二层架构；之所以应用服务器拒绝处理本次请求，是因为它要预留一定资源等待处理高级用户或者不具备数据处理能力客户端发起的统计请求。

智能调度模块：接收客户端请求信息，并根据应用服务器当前资源使用情况，来决定是由应用服务器还是客户端处理本次统计，为尽可能提升全体用户的体验，需要尽可能的由应用服务器来完成数据的统计分析，因为服务器要比一般的PC终端强大得多。

数据处理模块：应用服务器的数据处理模块和客户端的数据处理模块是相同的模块，它完成的功能是对数据库查询返回的原始的数据进行加工，生成最终想要的结果。

如前面所述的小区呼叫成功率统计功能，下发到数据库中的SQL语句如下所示：

Select lac,cellid,result,sum(call_count)from a1_cc_stat011225wherestart_time>=’2012-12-2512:00:00’and start_time<’2012-12-2513:00:00’

数据库返回的原始结果为：

表格1

经过加工，显示成如下格式：

表格2

这个面向业务逻辑的加工处理过程，就是数据处理模块要做的事。上述例子中具体做的事是：逐行读取数据库返回的原始结果，根据在这个功能中通过配置定义的代表呼叫成功的result值，比如配置result=0表示成功，把对应的次数合并到成功次数中，否则归到失败次数中以及具体的失败原因次数中。无论成功还是失败，对应的次数都要合并到总次数中。

数据显示模块：用于设置查询条件，包括时间条件，点击查询按钮发起统计过程，以表格和图形的方式显示数据处理结果，也就是表格2中的内容。

具体的交互过程如下所示。

应用服务器完成数据处理的情形如附图5所示(应用三层架构)：

1)用户在客户端软件界面操作，设置查询条件；

2)用户点击“查询”按钮，发起查询；

3)查询请求被传递到客户端软件的数据处理模块；

4)客户端数据处理模块判断客户端硬件配置是否具备处理大数据的能力；

5)客户端数据处理模块将客户端硬件配置是否具备处理大数据的能力的信息，追加到查询请求中，发给应用服务器调度模块；

6)应用服务器调度模块检查应用服务器当前的资源使用情况，如果服务器较闲，则接受查询请求，进行处理；如果应用服务器较忙，但发起请求的客户端不具备大数据处理能力或者用户级别较高，也会接受查询请求；如果服务器目前无资源处理但客户端也不具备数据处理能力，则把该请求放入队列中，延迟待应用服务器有空时处理；

7)应用服务器调度模块如果接受查询请求，则将查询请求传递给应用服务器的数据处理模块；

8)应用服务器数据处理模块统计完成后，将结果数据返回给客户端数据处理模块；

9)客户端数据处理模块将结果数据传递给客户端界面模块；

10)客户端界面呈现结果数据。

客户端完成数据处理的情形如附图6所示(应用二层架构)：

1)用户在客户端软件界面操作，设置查询；条件；

2)用户点击“查询”按钮，发起查询

3)查询请求被传递到客户端软件的数据处理模块；

4)客户端数据处理模块判断客户端硬件配置是否具备处理大数据的能力；

5)客户端数据处理模块将客户端硬件配置是否具备处理大数据的能力的信息，追加到查询请求中，发给应用服务器调度模块；

6)应用服务器调度模块检查应用服务器当前的资源使用情况，如果应用服务器较忙，且用户级别不高，则通知客户端自行处理数据；

7)客户端数据处理模块直接连接数据库，进行数据查询处理；

8)客户端数据处理模块将结果数据传递给客户端界面模块；

9)客户端界面呈现结果数据。

具体实现智能架构时，需要重点考虑数据处理模块同时运行在PC终端和应用服务器上。PC终端一般是Windows操作系统，应用服务器可能是Windows服务器，也可能是Linux服务器。需要采用支持跨平台的语言开发。如Java、C++。另外借助于开源的MONO产品，C#语言也可以同时运行在Window和Linux操作系统下。

本发明应用范围并不限于实施方法中所限的条件，如增强层尺寸(宽和高)可以为其参考层的任意分数倍，运动矢量的搜索范围可以更大，也可以用多个解码图像作为参考图像，可应用于多个增强层。

本领域的技术人员应该理解，本发明的方法和装置可以采用硬件、软件、或硬件和软件相结合的方式，通过微处理器、数字信号处理器、现场可编程逻辑单元、或门阵列等各种方式实现。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例披露如上，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种变动与修饰。因此，本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种智能计算机系统，其特征在于，包括：

一个或多个数据库服务器，用于负责完成数据的基本操作，包括数据存储和数据增、删、改、查、聚集、运算的硬件和软件；

一个或多个应用服务器，包括用于负责完成面向用户业务逻辑的数据处理工作的硬件和软件；

一个或多个用户终端，包括用于负责接收用户输入、数据处理和显示结果的PC机或者笔记本电脑；

其中，一个或多个用户终端与一个或多个数据库服务器相连接，同时，也和一个或多个应用服务器相连接。

2.如权利要求1中的智能计算机系统，其特征在于，应用服务器中包括：

智能调度模块，用于接收用户终端的请求信息，并根据应用服务器当前资源使用情况，来决定是由应用服务器还是用户终端来处理本次统计；

数据处理模块，用于对数据库查询返回的原始的数据进行加工，生成最终想要的结果。

3.如权利要求1中的智能计算机系统，其特征在于，数据库服务器中包括：

数据存储模块，用于存储海量数据；

数据查询模块，用于根据应用服务器或用户终端的请求，在海量数据中查询想要的数据。

4.如权利要求1中的智能计算机系统，其特征在于，用户终端包括：

数据呈现模块，用于设置查询条件，包括时间条件，点击查询按钮发起统计过程，以表格和图形的方式显示数据处理结果；

数据处理模块，用于对数据库查询返回的原始的数据进行加工，生成最终想要的结果。

5.如权利要求2中的智能计算机系统，其特征在于：

当用户终端向应用服务器发起数据处理的请求时，如果此时应用服务器较闲，应用服务器会接受请求，并根据用户终端发过来的请求参数，向数据库服务器请求数据，接收数据库服务器的数据，对其处理加工后，将最后的结果返回给用户终端。

6.如权利要求2中的智能计算机系统，其特征在于：

如果应用服务器收到用户终端请求时很忙，就会告知用户终端：应用服务器很忙，不能处理此请求；

则用户终端就会转向数据库服务器请求需要的数据，收到数据后，用户终端自行完成数据的处理。

7.一种在智能计算机系统中运行的方法，能够动态的切换二层架构模式和三层架构模式，其特征在于：

在二层架构模式下，用户终端机器，直接访问数据库，对从数据库中查询出来数据的加工处理工作，由用户终端计算机完成；

三层架构下，用户终端机器，直接访问应用服务器，数据的加工处理都由应用服务器来完成，用户终端机器只负责数据的呈现；

在系统运行期间，根据实际资源的使用情况，动态的切换二层架构模式和三层架构模式，最大化利用客户端机器和服务器的计算能力。

8.如权利要求7中的方法，其特征在于，动态的切换二层架构模式和三层架构模式是按照如下的方式进行切换：

用户设置了统计的起始时间和结束时间后，点击“查询”按钮发起请求；

应用服务器将此请求传递给智能调度模块，智能调度模块读取当前应用服务器资源占用情况，如果CPU占用率<50%且内存占用率<50%且可用内存>10G，说明应用服务器有充足资源,则应用服务器接收处理此统计请求，并通知客户端等待返回统计结果，此时应用的是三层架构；

如果CPU占用>80%或内存占用率>80%或可用内存<5G，说明应用服务器资源占用情况较严重，则应用服务器拒绝处理此需求，通知客户端自行查询数据库并由客户端自行完成统计过程，此时应用的是二层架构。

Images