CN105005523A - 基于电流量的计算机软件运行监测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于电流量的计算机软件运行监测方法及装置，该方法包括：获取周期时间段内计算机电流量采样数据，计算机电流变化量与计算机CPU使用率呈近似线性关系；根据电流量采样数据计算周期时间段内电流变化量均值及电流变化量占空比，电流变化量占空比为电流变化量超过预设水平值的占有时间长度与周期时间段长度之比；根据电流变化量均值及电流变化量占空比判断计算机软件运行状态，并根据软件运行状态发出预警或报警提示。本发明提供的基于电流量的计算机软件运行监测方法，为软件运行监测提供了一条安全的监测管理途径，也为硬件与软件的运行监测提供了一个运维监测管理的统一平台，有效提高机房运维管理效率。

Description

基于电流量的计算机软件运行监测方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种基于电流量的计算机软件运行监测方法及装置。

背景技术

信息安全的首要工作是系统安全运行，并在系统故障发生时快速定位处置。计算机运行故障分为软件运行故障和硬件故障，软件运行故障会发生运行异常、CPU高热状态、程序退出、死机等系统故障。硬件故障有主板损坏、内存损坏、电源损坏等。

一般来说，硬件故障通过检测设备电流、电压、功率等电气参数比较容易发现故障点，而软件运行故障检测一般是依赖软件方法解决，比如设计一个与程序平行的检测软件进行程序运行侦听、故障检测。然而，这些来自第三方的监测维护软件本身也将会降低系统的安全性能。人们越来越希望运维管理是一套安全的独立系统，是一套智能的系统，是一套统一的系统。不幸的是，由于机房内各式设备采用操作系统不同，或者由于应用软件提供商不同，各式各样的数据通信协议造成很难利用软件监测的方法实现在一个统一平台上对所有设备的运行监测。尤其是当系统运行死机时，不仅应用软件失去了功效，其检测软件也同时失去功效。因此，很多情况下，计算机运行维护往往还是需要人工以传统的抽检、巡检方式来完成。这样的工作方式不仅效率低下，而且很难做到系统故障预警，系统故障报警及故障快速定位。

传统计算机系统软件运行维护管理的不足之处在于：

(1)软件运行监测存在安全隐患并依赖于设备本身运行的良好状况：

通常一个程序的运行管理需要一个平行的检测软件来侦听、检测，以保证其功能的正常作用。首先这种传统的方法同样将占用系统资源，同样也会给系统本身带来安全隐患。其次，在计算设备本身运行崩溃的情况下，检测程序也将失去对应用程序的检测作用。也就是说，应用程序的运行监测依赖于设备本身的运行性能的良好状况，这样的监测方法缺乏足够的可靠性。

(2)软件运行监测与硬件电气性能运行监测分别依赖于两个不同的监测管理系统：

一般来说，硬件的电气性能运行管理由一套硬件检测设施来实现电流、电压、功率的检测管理，而对于软件维护管理只能由维护软件来实现，二者无法统一。两种不同的管理平台导致管理系统的复杂性，降低了维护管理工作效率。

(3)不便于实现业务数据的综合统一管理：

面对机房内众多系统设备，由于存在着操作系统的不同，设备类型的不同，以及应用软件供应来源不同，往往导致不同的设备只能依靠不同的供应商提供运行维护管理系统，难于建立一个统一的软件/硬件管理平台。

发明内容

本发明的主要目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种基于电流量的计算机软件运行监测方法及装置。

为实现上述目的，一方面，本发明提供的基于电流量的计算机软件运行监测方法，包括：

获取周期时间段内计算机电流量采样数据，所述周期时间段内包括多个采样时间点，所述电流量采样数据包括每个采样时间点的实时电流量，每个实时电流量相对于计算机CPU使用率处于0时电流量的增量为电流变化量，所述电流变化量与计算机CPU使用率呈近似线性关系；

根据所述电流量采样数据计算周期时间段内电流变化量均值及电流变化量占空比，所述电流变化量均值为周期时间段内各个电流变化量的平均值，所述电流变化量占空比为电流变化量超过预设水平值的占有时间长度与周期时间段长度之比；

根据所述电流变化量均值及电流变化量占空比判断计算机软件运行状态，并根据软件运行状态发出预警或报警提示。

另一方面，本发明提供的基于电流量的计算机软件运行监测装置，包括：

获取单元，用于获取周期时间段内计算机电流量采样数据，所述周期时间段内包括多个采样时间点，所述电流量采样数据包括每个采样时间点的实时电流量，每个实时电流量相对于计算机CPU使用率处于0时电流量的增量为电流变化量，所述电流变化量与计算机CPU使用率呈近似线性关系；

计算单元，用于根据所述电流量采样数据计算周期时间段内电流变化量均值及电流变化量占空比，所述电流变化量均值为周期时间段内各个电流变化量的平均值，所述电流变化量占空比为电流变化量超过预设水平值的占有时间长度与周期时间段长度之比；

判断单元，用于根据所述电流变化量均值及电流变化量占空比判断计算机软件运行状态，并根据软件运行状态发出预警或报警提示。

根据本发明提供的基于电流量的计算机软件运行监测方法及装置，是以设备运行的电流量作为基本量，计算周期时间段内的电流变化量均值及电流变化量占空比，再根据电流变化量均值及电流变化量占空比判断计算机软件运行状态，并根据软件运行状态发出预警或报警提示。如此，实现了软件运行监测同硬件监测一样都是采用外部电流测量方法，为软件运行监测提供了一条安全的监测管理途径，也为硬件、软件运行监测提供了一个运维监测管理的统一系统平台，有效提高机房运维管理效率，开创了由传统机房维护方式迈向安全智慧型统一平台机房管理方式的新纪元。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于电流量的计算机软件运行监测方法的流程图；

图2是本发明另一实施例提供的基于电流量的计算机软件运行监测方法的流程图；

图3是本发明实施例中步骤S205的具体流程图；

图4是计算机电流量采集的结构示意图；

图5是计算机整机电流量I(t)与CPU使用率U(t)的线性关系示意图，图中i(t)为整机电流随CPU使用率的增值变化量；

图6是电流变化量i(t)与CPU使用率U(t)的归一化线性关系示意图；

图7是周期时间段内计算电流变化量均值与电流变化量占空比关系图；

图8是二维状态变量(i,ρ)取值域平面示意图；

图9是机房统一管理系统平台结构示意图；

图10是本发明实施例提供的基于电流量的计算机软件运行监测装置的结构示意图；

图11是本发明另一实施例提供的基于电流量的计算机软件运行监测装置的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1所示，图1示出了本发明实施例提供的基于电流量的计算机软件运行监测方法的流程图，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。具体的，该方法包括：

S101、获取周期时间段内计算机电流量采样数据，所述周期时间段内包括多个采样时间点，所述电流量采样数据包括每个采样时间点的实时电流量，每个实时电流量相对于计算机CPU使用率处于0时电流量的增量为电流变化量，所述电流变化量与计算机CPU使用率呈近似线性关系。

其中，每个采样时间点的实时电流量可以通过数字电流表等采集设备进行采集，例如图4所示，在计算机的供电线路上设置数字电流表等采集设备实时采集计算机运行过程中的电流量。独立研究证明，在不考虑外设的情况下，该电流量的增大或减小(即电流变化量)与计算机CPU使用率保持着随动关系，电流变化量与CPU使用率呈近似的线性比例关系(如图5所示)，当CPU使用率上升时，电流变化量也随之增大，而当CPU使用率下降时，电流变化量也随之减少。

S102、根据所述电流量采样数据计算周期时间段内电流变化量均值及电流变化量占空比，所述电流变化量均值为周期时间段内各个电流变化量的平均值，所述电流变化量占空比为电流变化量超过预设水平值的占有时间长度与周期时间段长度之比。

S103、根据所述电流变化量均值及电流变化量占空比判断计算机软件运行状态，并根据软件运行状态发出预警或报警提示。

CPU使用率代表了计算机系统运行状况，CPU使用率也是判断计算机软件运行的一个重要特征参数。如前所述软件运行故障如运行异常、CPU高热状态、程序退出、死机等都会导致计算机CPU使用率处于一个不合理水平或不合理变化状态。因此，根据电流变化量与CPU使用率所呈现的近似线性关系，以及电流变化量占空比所反应的电流变化量持续时间长度，不仅表明了电流变化量的数值代表了一定水平的CPU使用率，而且电流变化量占空比也代表了一定水平的CPU使用率的持续时间长度。所以，电流变化量均值及电流变化量占空比数值体现了计算机软件运行状态，亦即可以通过电流变化量均值及电流变化量占空比判断计算机当前软件运行状态是否正常。在不正常的状态下，可以发出预警或报警提示。

本发明的方法特别适合于较大规模机房的运行维护管理。信息安全随着信息化时代的来临已成为我们工作核心组成部分，当我们忙于部署各式信息服务设备以满足越来越多的数据信息应用需求时，对各式计算机系统的运行维护、系统故障报警/预警的重要性则显得越来越重要。在今天信息化高速发展的时代，计算服务设备作为计算云的核心部件，其运行管理处于相对较低效率状态显然是与时代前进步伐不相匹配的。

本发明的方法可以在机房实现节能用电联网管理基础上，进一步实现对于机房内计算设备软件运行故障监测的应用，扩大机柜配电单元PDU(PowerDistribution Unit)的应用内涵(见图9)，在一定程度上统一了硬件与软件监测管理平台。典型应用特点如下：

(1)实现了安全运维管理：

如前所述，一个程序的运行管理通常需要一个平行的检测软件来侦听、检测，以保证其功能的正常作用。也就是说监测软件同样需要占用CPU资源，而且第三方监测软件的应用本身也会降低系统的安全性，尤其是在一些重要政府部门的运行维护管理工作中。本发明基于电流量检测方法实现软件运维管理，确保了系统原有安全性能。

(2)统一了软件与硬件运行故障的检测方法：

通过对系统电流、电压、功率的监测是判断系统硬件故障的基本方法。本发明基于电流量的软件运行故障监测措施，统一了系统硬件、软件运行故障监测的手段，为实现系统软件与硬件机房运维管理统一大平台提供了技术基础，为维护管理工作提供更大方便。

(3)统一了不同计算机操作系统软件运行故障监测方法：

本发明仅通过整机外部电流参数监测实现对系统软件运行故障的检测，跨越了各种不同操作系统的软件运行故障监测，也就是说本发明不论计算机应用何种操作系统，对系统软件运行故障的监测方法不变。

(4)统一了不同厂商应用软件的运行故障监测方法：

在很多应用场合，尤其是较大型规模机房的维护管理，由于参与研发、集成厂商众多，导致各式故障检测软件应用需要不同厂商各自提供的运行故障检测软件。这些不同软件的存在加剧了系统运行代价，且各式不同的管理平台也加剧了维护管理工作的复杂性。本发明不论何种应用软件，对于软件运行故障的监测方法相同不变。

(5)统一了不同机型设备的软件运行故障监测方法：

本发明提供了软件运行故障的外部电流监测方法，不论对于何种机型，不论是工作站、服务器、小型机等，对于其软件运行故障监测方法相同不变。

(6)实现了软件运行管理的独立监测方法：

本发明利用电流监测完成软件运行故障的报警/预警功能，检测数据的采集和传输可以不参入主机数据网络交换系统，监测系统是一套独立于主机及主机网络本身的检测网络系统(见图9)，提高了故障监测的可靠性。

(7)开辟了机房运维管理智能化时代：

本发明实现了系统运行故障的报警、预警功能，克服了人工抽检的随机性。故障预警功能给予了人工抽检工作带来更强的针对性，有效避免系统故障发生，使可能产生的损失降到最低。

根据本发明实施例提供的基于电流量的计算机软件运行监测方法，是以设备运行的电流量作为基本检测量，计算周期时间段内的电流变化量均值及电流变化量占空比，再根据电流变化量均值及电流变化量占空比判断计算机软件运行状态，并根据软件运行状态发出预警或报警提示。如此，实现了软件运行监测同硬件监测一样都是采用外部电流测量方法，为软件运行监测提供了一条更加安全的监测管理途径，也为硬件、软件监测提供了一个运维监测管理的统一平台，有效提高机房运维管理效率，开创了由传统机房维护方式迈向安全智慧型统一平台机房管理方式的新纪元。

参照图2所示，图2示出了本发明另一实施例提供的基于电流量的计算机软件运行监测方法的流程图，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。具体的，该方法包括：

S201、获取周期时间段内计算机电流量采样数据，所述周期时间段为多个连续时间段，所述周期时间段内包括多个采样时间点，所述电流量采样数据包括每个采样时间点的实时电流量，每个实时电流量相对于计算机CPU使用率处于0时电流量的增量为电流变化量，所述电流变化量与计算机CPU使用率呈近似线性关系。

其中，每个采样时间点的实时电流量可以通过数字电流表等采集设备进行采样，例如图4所示，在计算机的供电线路上设置数字电流表等采集设备实时采样计算机运行过程中的电流量。独立研究证明，在不考虑外设的情况下，该电流量的增大或减小(即电流变化量)与计算机CPU使用率保持着随动关系，电流变化量与CPU使用率呈近似的线性比例关系(如图5所示)，当CPU使用率上升时，电流变化量也随之增大，而当CPU使用率下降时，电流变化量也随之减少。

S202、根据所述周期时间段内的电流量采样数据计算该周期时间段内每个采样时间节点的电流变化量：

具体的，电流变化量可以通过如下公式计算得到：

电流变化量：———公式1

式中：电流变化量i(t)为电流增量的归一化计算值(见图6)，I(t)为整机在采样时间点的实时电流量，A₀为计算机CPU使用率处于0时电流量，B₀为计算机的CPU使用率处于100％饱和点时对应的电流量。

由于计算机CPU使用率处于0时整机的电流量为常量值A₀，而计算机软件运行时，CPU使用率会上升，所以，对应的电流量也会增大，也就是说，根据软件运行情况，每个采样时间点电流量相对于计算机CPU使用率处于0时电流量都具有一个电流变化量，通过上述公式1即可计算出周期时间段内的各个采样时间点对应的电流变化量。

S203、根据该周期时间段内各个采样时间节点的电流变化量计算该周期时间段的电流变化量均值，所述电流变化量均值为周期时间段内各个电流变化量的平均值：

具体的，电流变化量均值可以通过如下公式计算得到：

电流变化量均值：———公式2

式中：i(n)为第n个采样时间点的电流变化量。

也就是说，通过上述公式2可以计算得到周期时间段的电流变化量均值。

S204、根据该周期时间段内各个采样时间节点的电流变化量计算所述周期时间段的电流变化量占空比，所述电流变化量占空比为电流变化量超过预设水平值的占有时间长度与周期时间段长度之比：

具体的，电流变化量占空比可以通过如下公式计算得到：

电流变化量占空比：———公式3

式中：ρ为电流变化量占空比，τ为在该周期时间段内电流变化量超过预设水平值的占有时间长度，T为该周期时间段的时间长度。

可以理解的是，预设水平值可以是在周期时间段内的电流变化量均值，当然，也可以根据需要设定其他值，该其他值可能高于电流变化量均值，也可能低于电流变化量均值。

例如，如图7所示，在一个示例中，周期时间段T1、T2、T3……均为10秒，每1秒为一个采样时间点：

则每个周期时间段包括10个采样点，对应的电流变化量为i(1)、i(2)、i(3)、……i(10)。

周期时间段内的电流变化量均值

对应的，各个周期时间段T1、T2、T3、……对应的电流变化量均值为i1、i2、i3、……对应的电流变化量占空比为ρ1、ρ2、ρ3、……。

周期时间段T1中，在第一秒、第五秒及第七秒采样时，对应的电流变化量i(1)、i(5)、i(7)超过了预设水平值，则电流变化量占空比为3/10＝0.3，而周期时间段T2中，第四秒、第六秒、第八秒及第九秒采样时，对应的电流变化量i(4)、i(6)、i(8)、i(9)超过了预设水平值，则电流变化量占空比为4/10＝0.4。

S205、根据各个周期时间段所述电流变化量均值及电流变化量占空比的取值区域判断计算机软件运行状态。参照图3所示，该步骤具体包括：

S2051、根据所述电流变化量均值i和电流变化量占空比ρ，分别建立二维状态变量(i,ρ)随周期时间段T的变化关系F，以及计算电流变化量均值随周期时间段T的变化斜率值K₁及电流变化量占空比随周期时间段T的变化斜率值K₂，并确定电流变化量均值与电流变化量占空比的动态变化关系F。

具体的，电流变化量均值与电流量变化量占空比的动态变化关系可根据如下规则确定：

当电流变化量均值增大即K₁＞0，电流变化量占空比减小即K₂＜0，动态变化关系为F1；

当电流变化量均值减小即K₁＜0，电流变化量占空比增大即K₂＞0，动态变化关系为F2；

当电流变化量均值减小即K₁＜0，电流变化量占空比减小即K₂＜0，动态变化关系为F3；

当电流变化量均值增大即K₁＞0，电流变化量占空比增大即K₂＞0，动态变化关系为F4；

当电流变化量均值不变即K₁＝0，电流变化量占空比减小即K₂＜0，动态变化关系为F5；

当电流变化量均值不变即K₁＝0，电流变化量占空比变大即K₂＞0，动态变化关系为F6；

当电流变化量占空比不变即K₂＝0，电流变化量均值减小即K₁＜0，动态变化关系为F7；

当电流变化量占空比不变即K₂＝0，电流变化量均值增大即K₁＞0，动态变化关系为F8；

当电流变化量均值不变即K₁＝0，电流变化量占空比不变即K₂＝0，动态变化关系为F9；

S2052、根据二维状态变量(i,ρ)的取值区域及动态变化关系F判断计算机软件运行状态是否正常；

基于上述各项参数，计算机系统软件运行及运行故障可以根据二维状态变量(i,ρ)取值范围以及运行变化轨迹区域并结合动态变化关系F1-F9即可完成依据CPU使用率的软件运行故障监测。进一步地，根据二维状态变量(i,ρ)变化轨迹规律还可建立特定功能计算机运行故障特征库，实现运行故障特征匹配分析，实现基于电流量测量的系统故障预警、报警工作。

参照图8所示，在本发明的一个实施例中，当二维状态变量(i,ρ)取值及动态变化关系满足如下判断条件时，则判断为计算机软件运行异常：

计算机软件运行异常判断条件：((i,ρ)∈δ₁)&(F1//F6//F8)；

其中，δ₁为二维状态变量极值区域。

也就是，当(i,ρ)的取值在δ₁范围内，而且电流变化量均值与电流变化量占空比的动态变化关系为F1、F6、F8中的任意一种时，则判断计算机软件运行处于异常状态。

当二维状态变量(i,ρ)取值及动态变化关系满足如下判断条件时，则判断为计算机软件停止或死机：

计算机软件停止或死机判断条件：(ρ＝100)&(F9)。

也就是，当电流量占空比ρ为100，且电流变化量均值与电流变化量占空比的动态变化关系为F9时，则判断计算机软件处于停止或死机状态。

可以理解的是，计算机软件运行异常、停机或死机的判断条件还可以根据特定故障特征进行设置，以上仅作示例说明，并不作为对本发明的限制。

在实际应用中，除了测量电流量以外，还可以测量整机的功率、电压等参数，根据电流量、电压及功率参数的检测，可以完成计算机的硬件故障监测，如主板损坏、电源老化/损坏、以及双电源匹配能力不均衡等故障。如此，可以统一计算机系统硬件与软件运行监测平台，也就是，在硬件电气性能参数检测的基础上，结合本发明的基于电流量的计算机软件运行监测方法，即可实现在同一检测架构上的运行监测系统。

S206、在计算机软件运行不正常时，发出预警或报警提示。

在本发明的一个实施例中，当计算机软件运行异常时发出预警提示，当计算机软件停止或死机时发出报警提示。

具体的，可以设定一个常见故障监测策略库，策略库是包含计算机系统软件和硬件运行监测所需要的报警、预警计算方法集合，用户可以根据自身需求选择相应的检测项，例如：

预警：□运行异常 □运行缓慢 □运行错误 □系统老化等；

报警：□程序死机 □程序退出 □过流 □欠流 □宕机等。

本发明的方法特别适合于较大规模机房的运行维护管理。信息安全随着信息化时代的来临已成为我们工作核心组成部分，当我们忙于部署各式信息服务设备以满足越来越多的数据信息应用需求时，对各式计算机系统的运行维护、系统故障报警/预警的重要性则显得越来越重要。在今天信息化高速发展的时代，计算服务设备作为计算云的核心部件，其运行管理处于一个相对较低效率状态显然是与时代前进步伐不相匹配的。

本发明的方法可以在机房实现节能用电联网管理基础上，进一步实现对于机房内计算设备软件运行故障监测的应用，扩大机柜配电单元PDU(PowerDistribution Unit)的应用内涵(见图9)，在一定程度上统一了硬件与软件监测管理平台。典型应用特点如下：

(1)实现了安全运维管理：

如前所述，一个程序的运行管理通常需要一个平行的检测软件来侦听、检测，以保证其功能的正常作用。也就是说监测软件同样需要占用CPU资源，而且第三方监测软件的应用本身也会降低系统的安全性，尤其是在一些重要政府部门的运行维护管理工作中。本发明基于电流量检测方法实现软件运维管理，确保了系统原有安全性能！

(2)统一了软件与硬件故障监测的措施方法：

通过对系统电流、电压、功率的监测是判断系统硬件故障的基本方法。本发明基于电流量的软件运行故障监测措施，统一了系统硬件、软件运行故障监测的手段，为实现机房运维管理系统软件与硬件维护的统一大平台提供了技术基础，为维护管理工作提供更大方便。

(3)统一了不同计算机平台系统软件运行故障监测方法：

本发明仅通过整机外部电气参数监测实现对系统软件运行故障的检测，跨越了各种不同系统平台的软件运行故障监测，也就是说本发明不论计算机应用何种操作系统，对系统软件运行故障的监测方法不变。

(4)统一了不同厂商应用软件的运行故障监测方法：

在很多应用场合，尤其是较大型规模机房的维护管理，由于参与研发、集成厂商众多，导致各式故障检测软件应用需要不同厂商各自提供的运行故障检测软件。这些不同软件的存在加剧了系统运行代价，且各式不同的管理平台也加剧了维护管理工作的复杂性。本发明不论何种应用软件，对于软件运行故障的监测方法不变。

(5)统一了不同机型设备的软件运行故障监测方法：

本发明提供了软件运行故障的外部监测方法，不论对于何种机型，不论是工作站、服务器、小型机等，对于其软件运行故障监测方法不变。

(6)实现了软件运行管理的独立监测方法：

本发明利用电流监测完成软件运行故障的报警/预警功能，检测数据的采集和传输可以不参入主机数据网络交换系统，监测系统是一套独立于主机及主机网络本身的检测网络系统(见图9)，提高了故障监测的可靠性。

(7)开辟了机房运维管理智能化时代：

本发明实现了系统运行故障的报警、预警功能，克服了人工抽检的随机性。故障预警功能给予了人工抽检工作带来更强的针对性，有效避免系统故障发生，使可能产生的损失降到最低。

根据本发明实施例提供的基于电流量的计算机软件运行监测方法，是以设备运行的电流量作为基本检测量，计算周期时间段内的电流变化量均值及电流变化量占空比，再根据电流变化量均值及电流变化量占空比判断计算机软件运行状态，并根据软件运行状态发出预警或报警提示。如此，实现了软件运行监测同硬件监测一样都是采用外部电流测量方法，为软件运行监测提供了一条更加安全的监测管理途径，也为硬件、软件监测提供了一个运维监测管理的统一系统平台，有效提高机房运维管理效率，开创了由传统机房维护方式迈向安全智慧型统一平台机房管理方式的新纪元。

参照图10所示，图10示出了本发明实施例基于电流量的计算机软件运行监测装置300，包括获取单元301、计算单元302及判断单元303。

获取单元301，用于获取周期时间段内计算机电流量采样数据，所述周期时间段内包括多个采样时间点，所述电流量采样数据包括每个采样时间点的实时电流量，每个实时电流量相对于计算机CPU使用率处于0时电流量的增量为电流变化量，所述电流变化量与计算机CPU使用率呈近似线性关系.

计算单元302，用于根据所述电流量采样数据计算周期时间段内电流变化量均值及电流变化量占空比，所述电流变化量均值为周期时间段内各个电流变化量的平均值，所述电流变化量占空比为电流变化量超过预设水平值的占有时间长度与周期时间段长度之比.

判断单元303，用于根据所述电流变化量均值及电流变化量占空比判断计算机软件运行状态，并根据软件运行状态发出预警或报警提示。

CPU使用率代表了计算机系统运行状况，CPU使用率也是判断计算机软件运行的一个重要特征参数。如前所述软件运行故障如运行异常、CPU高热状态、程序退出、死机等都会导致计算机的CPU使用率处于一个不合理水平或不合理变化状态。因此，根据电流变化量与CPU使用率所呈现的近似线性关系，以及电流变化量占空比所反应的电流变化量持续时间长度，不仅表明了电流变化量的数值代表了一定水平的CPU使用率，而且电流变化量占空比也代表了一定水平的CPU使用率的持续时间长度。所以，电流变化量均值及电流变化量占空比数值体现了计算机软件运行状态，亦即可以通过电流变化量均值及电流变化量占空比判断计算机当前软件运行状态是否正常。在不正常的状态下，可以发出预警或报警提示。

需要说明的是，本发明实施例的基于电流量的计算机软件运行监测装置，可以用于实现上述方法实施例中的全部技术方案，其各个功能单元的功能可以根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可参照上述方法实施例中的相关描述，此外，该监测装置具有上述方法的典型特点等，具体可参见上述方法实施例的相关描述，在此处不再赘述。

根据本发明实施例提供的基于电流量的计算机软件运行监测装置300，是以设备运行的电流量作为基本量，计算周期周期时间段内的电流变化量均值及电流变化量占空比，再根据电流变化量均值及电流变化量占空比判断计算机软件运行状态，并根据软件运行状态发出预警或报警提示。如此，实现了软件运行监测同硬件运行监测一样都是采用外部电流测量方法，为软件运行监测提供了一条更加安全的监测管理途径，也为硬件、软件监测提供了一个运维监测管理的统一系统平台，有效提高机房运维管理效率，开创了由传统机房维护方式迈向安全智慧型统一平台机房管理方式的新纪元。

参照图11所示，图11示出了本发明另一实施例基于电流量的计算机软件运行监测装置400，包括获取单元401、计算单元402及判断单元403。

获取单元401用于获取周期时间段内计算机电流量采样数据，所述周期时间段内包括多个采样时间点，所述电流量采样数据包括每个采样时间点的实时电流量，每个实时电流量相对于计算机CPU使用率处于0时电流量的增量为电流变化量，所述电流变化量与计算机CPU使用率呈近似线性关系。

计算单元402用于根据所述电流量采样数据计算周期时间段内电流变化量均值及电流变化量占空比，所述电流变化量均值为周期时间段内各个电流变化量的平均值，所述电流变化量占空比为电流变化量超过预设水平值的占有时间长度与周期时间段长度之比。

进一步的，该计算单元402具体包括第一计算模块4021、第二计算模块4022及第三计算模块4023。

第一计算模块4021用于根据所述周期时间段内电流量采样数据按照如下公式计算该周期时间段内每个采样时间节点的电流变化量：

电流变化量：———公式1

式中：电流变化量i(t)为电流增量的归一化计算值，I(t)为整机在采样时间点的实时电流量，A₀为计算机CPU使用率处于0时电流量，B₀为计算机的CPU使用率处于100％饱和点时对应的电流量；

第二计算模块4022用于根据所述周期时间段内各个采样时间节点的电流变化量按照如下公式计算该周期时间段内的电流变化量均值：

电流变化量均值：———公式2

式中：i(n)为第n个采样时间点的电流变化量；

第三计算模块4023用于根据所述周期时间段内各个采样时间节点的电流变化量按照如下公式计算所述周期时间段的电流变化量占空比：

电流变化量占空比：———公式3

式中：ρ为电流变化量占空比，τ为在该周期时间段内电流变化量超过预设水平值的占有时间长度，T为该周期时间段的时间长度。

判断单元403用于根据各个周期时间段所述电流变化量均值及电流变化量占空比的取值区域判断计算机软件运行状态，并根据软件运行状态发出预警或报警提示。

进一步的，该判断单元403具体包括第四计算模块4031、状态判断模块4032及提示模块4033。

第四计算模块4031用于根据所述电流变化量均值i和电流变化量占空比ρ，分别建立二维状态变量(i,ρ)随周期时间段T的变化关系F，以及计算电流变化量均值随周期时间段T的变化斜率值K₁及电流变化量占空比随周期时间段T的变化斜率值K₂，并根据如下规则确定电流变化量均值与电流变化量占空比的动态变化关系F：

当电流变化量均值增大即K₁＞0，电流变化量占空比减小即K₂＜0，动态变化关系为F1；

当电流变化量均值减小即K₁＜0，电流变化量占空比增大即K₂＞0，动态变化关系为F2；

当电流变化量均值减小即K₁＜0，电流变化量占空比减小即K₂＜0，动态变化关系为F3；

当电流变化量均值增大即K₁＞0，电流变化量占空比增大即K₂＞0，动态变化关系为F4；

当电流变化量均值不变即K₁＝0，电流变化量占空比减小即K₂＜0，动态变化关系为F5；

当电流变化量均值不变即K₁＝0，电流变化量占空比变大即K₂＞0，动态变化关系为F6；

当电流变化量占空比不变即K₂＝0，电流变化量均值减小即K₁＜0，动态变化关系为F7；

当电流变化量占空比不变即K₂＝0，电流变化量均值增大即K₁＞0，动态变化关系为F8；

当电流变化量均值不变即K₁＝0，电流变化量占空比不变即K₂＝0，动态变化关系为F9；

状态判断模块4032用于根据二维状态变量(i,ρ)的取值区域及动态变化关系F判断计算机软件运行状态是否正常；

提示模块4033用于在计算机软件运行不正常时，发出预警或报警提示。

在本发明的一个实施例中，该状态判断模块4032具体用于：

当软件运行二维状态变量(i,ρ)取值及电流变化量均值与电流变化量占空比的动态变化关系F满足如下判断条件时，则判断为计算机软件运行异常：

计算机软件运行异常判断条件：((i,ρ)∈δ₁)&(F1//F6//F8)；

其中，δ₁为二维状态变量(i,ρ)极值区域；

当软件运行状态二维状态变量(i,ρ)取值及电流变化量均值与电流变化量占空比的动态变化关系满足如下判断条件时，则判断为计算机软件停止或死机：

计算机软件停止或死机判断条件：(ρ＝100)&(F9)。

需要说明的是，本发明实施例的基于电流量的计算机软件运行监测装置，可以用于实现上述方法实施例中的全部技术方案，其各个功能单元的功能可以根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可参照上述方法实施例中的相关描述，此外，该监测装置具有上述方法的典型特点等。具体可参见上述方法实施例的相关描述，在此处不再赘述。

根据本发明实施例提供的基于电流量的计算机软件运行监测装置400，是以设备运行的电流量作为基本量，计算周期时间段内的电流变化量均值及电流变化量占空比，再根据电流变化量均值及电流变化量占空比判断计算机软件运行状态，并根据软件运行状态发出预警或报警提示。如此，实现了软件运行监测同硬件运行监测一样都是采用外部电流测量方法，为硬件、软件监测提供了一个运维监测管理的统一系统平台，有效提高机房运维管理效率，开创了由传统机房维护方式迈向安全智慧型统一平台机房管理方式的新纪元。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置或系统类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于电流量的计算机软件运行监测方法，其特征在于，包括：

获取周期时间段内计算机电流量采样数据，所述周期时间段内包括多个采样时间点，所述电流量采样数据包括每个采样时间点的实时电流量，每个实时电流量相对于计算机CPU使用率处于0时电流量的增量为电流变化量，所述电流变化量与计算机CPU使用率呈近似线性关系；

根据所述电流量采样数据计算周期时间段内电流变化量均值及电流变化量占空比，所述电流变化量均值为周期时间段内各个电流变化量的平均值，所述电流变化量占空比为电流变化量超过预设水平值的占有时间长度与周期时间段长度之比；

根据所述电流变化量均值及电流变化量占空比判断计算机软件运行状态，并根据软件运行状态发出预警或报警提示。

2.根据权利要求1所述的基于电流量的计算机软件运行监测方法，其特征在于，根据所述电流量采样数据计算周期时间段内电流变化量均值及电流变化量占空比具体包括：

根据所述周期时间段内电流量采样数据按照如下公式计算该周期时间段内每个采样时间节点的电流变化量：

电流变化量： $i\left(t\right)=\frac{I\left(t\right)-A_0}{B_0-A_0}\×100\%$ ———公式1

式中：电流变化量i(t)为电流增量的归一化计算值，I(t)为整机在采样时间点的实时电流量，A₀为计算机CPU使用率处于0时电流量，B₀为计算机的CPU使用率处于100％饱和点时对应的电流量；

根据所述周期时间段内各个采样时间节点的电流变化量按照如下公式计算该周期时间段内的电流变化量均值：

电流变化量均值： $i=\frac{i\left(1\right)+i\left(2\right)+...+i\left(n\right)}{n}$ ———公式2

式中：i(n)为第n个采样时间点的电流变化量；

根据所述周期时间段内各个采样时间节点的电流变化量按照如下公式计算所述周期时间段的电流变化量占空比：

电流变化量占空比： $\mathrm{\ρ}=\frac{\mathrm{\τ}}{T}$ ———公式3

式中：ρ为电流变化量占空比，τ为在该周期时间段内电流变化量超过预设水平值的占有时间长度，T为该周期时间段的时间长度。

3.根据权利要求2所述的基于电流量的计算机软件运行监测方法，其特征在于，所述周期时间段为多个连续时间段，根据所述电流变化量均值及电流变化量占空比判断计算机软件运行状态，并根据软件运行状态发出预警或报警提示具体为：

根据各个周期时间段所述电流变化量均值及电流变化量占空比的取值区域判断计算机软件运行状态，并根据软件运行状态发出预警或报警提示。

4.根据权利要求3所述的基于电流量的计算机软件运行监测方法，其特征在于，根据各个周期时间段所述电流变化量均值及电流变化量占空比的取值区域判断计算机软件运行状态，并根据软件运行状态发出预警或报警提示具体包括：

根据所述电流变化量均值i和电流变化量占空比ρ，分别建立二维状态变量(i,ρ)随周期时间段T的变化关系F，以及计算电流变化量均值随周期时间段T的变化斜率值K₁及电流变化量占空比随周期时间段T的变化斜率值K₂，并根据如下规则确定电流变化量均值与电流变化量占空比的动态变化关系F：

当电流变化量均值增大即K₁＞0，电流变化量占空比减小即K₂＜0，动态变化关系为F1；

当电流变化量均值减小即K₁＜0，电流变化量占空比增大即K₂＞0，动态变化关系为F2；

当电流变化量均值减小即K₁＜0，电流变化量占空比减小即K₂＜0，动态变化关系为F3；

当电流变化量均值增大即K₁＞0，电流变化量占空比增大即K₂＞0，动态变化关系为F4；

当电流变化量均值不变即K₁＝0，电流变化量占空比减小即K₂＜0，动态变化关系为F5；

当电流变化量均值不变即K₁＝0，电流变化量占空比变大即K₂＞0，动态变化关系为F6；

当电流变化量占空比不变即K₂＝0，电流变化量均值减小即K₁＜0，动态变化关系为F7；

当电流变化量占空比不变即K₂＝0，电流变化量均值增大即K₁＞0，动态变化关系为F8；

当电流变化量均值不变即K₁＝0，电流变化量占空比不变即K₂＝0，动态变化关系为F9；

根据二维状态变量(i,ρ)的取值区域及动态变化关系F判断计算机软件运行状态是否正常；

在计算机软件运行不正常时，发出预警或报警提示。

5.根据权利要求4所述的基于电流量的计算机软件运行监测方法，其特征在于，根据二维状态变量(i,ρ)的取值区域及动态变化关系F判断计算机软件运行是否正常，具体包括：

当二维状态变量(i,ρ)的取值及电流变化量均值与电流变化量占空比的动态变化关系F满足如下判断条件时，则判断为计算机软件运行异常：

计算机软件运行异常判断条件：((i,ρ)∈δ₁)&(F1//F6//F8)；

其中，δ₁为二维状态变量极值区域；

当二维状态变量(i,ρ)的取值及电流变化量均值与电流变化量占空比的动态变化关系满足如下判断条件时，则判断为计算机软件停止或死机：

计算机软件停止或死机判断条件：(ρ＝100)&(F9)。

6.一种基于电流量的计算机软件运行监测装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取周期时间段内计算机电流量采样数据，所述周期时间段内包括多个采样时间点，所述电流量采样数据包括每个采样时间点的实时电流量，每个实时电流量相对于计算机CPU使用率处于0时电流量的增量为电流变化量，所述电流变化量与计算机CPU使用率呈近似线性关系；

计算单元，用于根据所述电流量采样数据计算周期时间段内电流变化量均值及电流变化量占空比，所述电流变化量均值为周期时间段内各个电流变化量的平均值，所述电流变化量占空比为电流变化量超过预设水平值的占有时间长度与周期时间段长度之比；

判断单元，用于根据所述电流变化量均值及电流变化量占空比判断计算机软件运行状态，并根据软件运行状态发出预警或报警提示。

7.根据权利要求6所述的基于电流量的计算机软件运行监测装置，其特征在于，所述计算单元具体包括：

第一计算模块，用于根据所述周期时间段内电流量采样数据按照如下公式计算该周期时间段内每个采样时间节点的电流变化量：

电流变化量： $i\left(t\right)=\frac{I\left(t\right)-A_0}{B_0-A_0}\×100\%$ ———公式1

式中：电流变化量i(t)为电流增量的归一化计算值，I(t)为整机在采样时间点的实时电流量，A₀为计算机CPU使用率处于0时电流量，B₀为计算机的CPU使用率处于100％饱和点时对应的电流量；

第二计算模块，用于根据所述周期时间段内各个采样时间节点的电流变化量按照如下公式计算该周期时间段内的电流变化量均值：

电流变化量均值： $i=\frac{i\left(1\right)+i\left(2\right)+...+i\left(n\right)}{n}$ ———公式2

式中：i(n)为第n个采样时间点的电流变化量；

第三计算模块，用于根据所述周期时间段内各个采样时间节点的电流变化量按照如下公式计算所述周期时间段的电流变化量占空比：

电流变化量占空比： $\mathrm{\ρ}=\frac{\mathrm{\τ}}{T}$ ———公式3

式中：ρ为电流变化量占空比，τ为在该周期时间段内电流变化量超过预设水平值的占有时间长度，T为该周期时间段的时间长度。

8.根据权利要求7所述的基于电流量的计算机软件运行监测装置，其特征在于，所述判断模块具体用于根据各个周期时间段所述电流变化量均值及电流变化量占空比的取值区域判断计算机软件运行状态，并根据软件运行状态发出预警或报警提示。

9.根据权利要求8所述的基于电流量的计算机软件运行监测装置，其特征在于，所述判断单元具体包括：

第四计算模块，用于根据所述电流变化量均值i和电流变化量占空比ρ，分别建立二维状态变量(i,ρ)随周期时间段T的变化关系F，以及计算电流变化量均值随周期时间段T的变化斜率值K₁及电流变化量占空比随周期时间段T的变化斜率值K₂，并根据如下规则确定电流变化量均值与电流量变化量占空比的动态变化关系F：

当电流变化量均值增大即K₁＞0，电流变化量占空比减小即K₂＜0，动态变化关系为F1；

当电流变化量均值减小即K₁＜0，电流变化量占空比增大即K₂＞0，动态变化关系为F2；

当电流变化量均值减小即K₁＜0，电流变化量占空比减小即K₂＜0，动态变化关系为F3；

当电流变化量均值增大即K₁＞0，电流变化量占空比增大即K₂＞0，动态变化关系为F4；

当电流变化量均值不变即K₁＝0，电流变化量占空比减小即K₂＜0，动态变化关系为F5；

当电流变化量均值不变即K₁＝0，电流变化量占空比变大即K₂＞0，动态变化关系为F6；

当电流变化量占空比不变即K₂＝0，电流变化量均值减小即K₁＜0，动态变化关系为F7；

当电流变化量占空比不变即K₂＝0，电流变化量均值增大即K₁＞0，动态变化关系为F8；

当电流变化量均值不变即K₁＝0，电流变化量占空比不变即K₂＝0，动态变化关系为F9；

状态判断模块，用于根据二维状态变量(i,ρ)的取值区域及动态变化关系F判断计算机软件运行状态是否正常；

提示模块，用于在计算机软件运行不正常时，发出预警或报警提示。

10.根据权利要求9所述的基于电流量的计算机软件运行监测装置，其特征在于，所述状态判断模块具体用于：

当二维状态变量(i,ρ)的取值及电流变化量均值与电流变化量占空比的动态变化关系F满足如下判断条件时，则判断为计算机软件运行异常：

计算机软件运行异常判断条件：((i,ρ)∈δ₁)&(F1//F6//F8)；

其中，δ₁为二维状态变量极值区域；

当二维状态变量(i,ρ)的取值及电流变化量均值与电流变化量占空比的动态变化关系满足如下判断条件时，则判断为计算机软件停止或死机：

计算机软件停止或死机判断条件：(ρ＝100)&(F9)。