CN110928685A - 一种智能协同计算系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能协同计算系统和方法，利用大量闲置算力来解决需要大量计算的任务，弥补以往只能依靠昂贵超级计算机才能完成的弊端，极大降低计算成本。其技术方案为：系统包括任务发布终端、中央控制模块和多个计算节点，其中任务发布终端用于发布计算任务到中央控制模块并从中央控制模块接收计算任务完成的结果；中央控制模块用于根据从任务发布终端接收到的计算任务的特点和中央控制模块所控制的各个计算节点的算力资源分配计算任务的子任务或分项任务到对应的计算节点，并接收计算节点完成计算任务的子任务或分项任务的结果；计算节点用于接收中央控制模块分配的计算任务的子任务或分项任务并完成计算，将计算结果反馈至中央控制模块。

Description

一种智能协同计算系统和方法

技术领域

本发明涉及协同计算技术，具体涉及多智能终端的协同计算系统和方法。

背景技术

随着智能终端的普及，智能手机、智能家居、智能车联网、智能路由器等终端设备数量逐渐爆发，同时随着5G等通讯技术的发展，这些终端设备将实现全时段联网，进一步的随着IOT传感器数量的激增，将产生大量数据，就会出现需要大量计算的任务。而现有的完成这些大量计算任务是由极少量且造价昂贵的超级计算机来实现，成本极高。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

本发明的目的在于解决上述技术问题，提供了一种智能协同计算系统和方法，利用大量闲置算力来解决需要大量计算的任务，弥补以往只能依靠昂贵超级计算机才能完成的弊端，极大降低计算成本。

本发明的技术方案为：本发明揭示了一种智能协同计算系统，系统包括任务发布终端、中央控制模块和多个计算节点，其中：

任务发布终端，和中央控制模块建立通讯连接，用于发布计算任务到中央控制模块并从中央控制模块接收计算任务完成的结果；

中央控制模块，用于根据从任务发布终端接收到的计算任务的特点和中央控制模块所控制的各个计算节点的算力资源分配计算任务的子任务或分项任务到对应的计算节点，并接收计算节点完成计算任务的子任务或分项任务的结果；

计算节点，和中央控制模块建立通讯连接，接收中央控制模块分配的计算任务的子任务或分项任务并完成计算，将计算结果反馈至中央控制模块。

根据本发明的智能协同计算系统的一实施例，中央控制模块包括任务审核单元、调度单元、巡检监控单元、激励单元、任务成果审核单元、备份单元、日志分析单元，其中：

任务审核单元，用于审核发布的计算任务是否合规；

调度单元，用于控制智能终端的准入和准出，并分配计算任务到相应计算节点，进行任务与计算节点算力资源间的调度；

巡检监控单元，用于对计算区域内的计算节点进行“心跳”巡检，在同级计算节点间进行组环，保证计算节点间连接数最小且每个计算节点保持连接，如果某一计算节点失去响应，则终止当前及后续子任务的分发，直至计算节点响应正常；

激励单元，用于记录计算节点的贡献度，并对计算节点的所属人进行奖励；

任务成果审核单元，用于审核计算任务成果所具有的终止限制条件；

备份单元，用于对中央控制模块和各计算节点完成的任务和贡献度进行存储记录；

日志分析单元，用于对中央控制模块和各计算节点进行日志分析。

根据本发明的智能协同计算系统的一实施例，任务发布终端是机构或者个人。

根据本发明的智能协同计算系统的一实施例，该多个计算节点根据算力的不同分为多个等级。

本发明揭示了一种智能协同计算方法，方法包括：

任务发布终端发布计算任务到中央控制模块；

中央控制模块根据从任务发布终端接收到的计算任务的特点和中央控制模块所控制的各个计算节点的算力资源分配计算任务的子任务或分项任务到对应的计算节点；

计算节点接收中央控制模块分配的计算任务的子任务或分项任务并完成计算，将计算结果反馈至中央控制模块；

中央控制模块接收计算节点完成计算任务的子任务或分项任务的结果，将计算任务的完成结果反馈至任务发布终端。

根据本发明的智能协同计算方法的一实施例，任务发布终端是机构或者个人。

根据本发明的智能协同计算方法的一实施例，该多个计算节点根据算力的不同分为多个等级。

本发明揭示了一种智能协同计算系统，系统包括：

处理器；

存储器，被配置为存储一系列计算机可执行的指令以及与所述一系列计算机可执行的指令相关联的计算机可访问的数据，当所述一系列计算机可执行的指令被所述处理器执行时，使得所述处理器进行如上所述的方法。

本发明还揭示了一种非临时性计算机可读存储介质，非临时性计算机可读存储介质上存储有一系列计算机可执行的指令，当所述一系列可执行的指令被计算装置执行时，使得所述计算装置进行如上所述的方法。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明的系统通过机构或个人发布计算任务，到达系统内的中央控制模块，中央控制模块根据计算任务的特点和计算节点的算力资源智能分配计算任务，中央控制模块反馈计算任务的完成结果到发布计算任务的机构或个人。本发明可以利用闲置计算资源，降低计算成本，节省计算时间，为计算任务提供了可替代原来超级计算机才具备的算力。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1示出了本发明的智能协同计算系统的一实施例的原理图。

图2示出了图1所示的智能协同计算系统的实施例中的中央控制模块的原理图。

图3示出了本发明的智能协同计算方法的一实施例的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

图1示出了本发明的智能协同计算系统的一实施例的原理，请参见图1，本实施例的智能协同计算系统包括：任务发布终端、中央控制模块和多个计算节点。

任务发布终端可以是机构或者个人，和中央控制模块建立通讯连接，用于发布计算任务到中央控制模块并从中央控制模块接收计算任务完成的结果。

中央控制模块用于根据接收到的计算任务的特点和其所控制的各个计算节点的算力资源分配计算任务的子任务或分项任务到对应的计算节点，并接收计算节点完成计算任务的子任务或分项任务的结果。分配的具体处理例如是根据算力资源的忙闲情况、任务优先级、任务复杂度与计算节点的算力资源最佳匹配等方式。

计算节点和中央控制模块建立通讯连接，接收中央控制模块分配的计算任务的子任务或分项任务完成计算，将计算结果反馈至中央控制模块。计算节点可根据算力的不同分为多个等级，例如分为二级节点、三级节点等。

中央控制模块的原理如图2所示，包括任务审核单元、调度单元、巡检监控单元、激励单元、任务成果审核单元、备份单元、日志分析单元。

任务审核单元用于审核发布的计算任务是否合规，例如是否违反法律规定，是否损害善意第三方的利益，等等。

调度单元，用于控制智能终端的准入和准出，亦即，根据包括智能终端所有人的意愿、智能终端本身的闲置算力与时间、任务本身性质在内的因素进行智能终端准入和准出的控制；并分配计算任务到相应计算节点，进行任务与计算节点算力资源间的调度。

巡检监控单元，用于通过中央控制模块从区域相近、计算能力较高的计算节点中智能、动态选取二级、三级等控制节点，对计算区域内的计算节点进行“心跳”巡检(例如采用定时请求-应答的检测方法)，同级计算节点间进行组环，保证计算节点间连接数最小且每个计算节点保持连接，如果某计算节点失去响应，则终止当前及后续子任务分发，直至计算节点响应正常。

激励单元，用于记录计算节点的贡献度，并对计算节点的所属人进行奖励，奖励物品来源可以是发布任务的人/组织或者第三方提供，包括且不仅限于实物或虚拟物品及精神奖励等，以激励更多人或组织增加更多计算节点参与其中。

任务成果审核单元用于审核计算任务成果所具有的终止限制条件，例如包括但不限于成果本身的完成时间或者计算任务的有效时间期限。任务成果审核单元完成成果审核后经中央控制模块提交给任务发布终端。

备份单元，用于对中央控制模块和各计算节点(包括二级节点、三级节点等)完成的任务和贡献度进行存储记录。

日志分析单元，用于对中央控制模块和各计算节点(包括二级节点、三级节点等)进行日志分析，日志分析的内容包括但不限于：上级任务分发内容、本节点计算情况等。

图3示出了本发明的智能协同计算方法的一实施例的流程。请参见图3，本实施例的智能协同计算方法的实施步骤详述如下。

步骤1：任务发布终端发布计算任务到中央控制模块。

任务发布终端是机构或者个人。

步骤2：中央控制模块根据从任务发布终端接收到的计算任务的特点和中央控制模块所控制的各个计算节点的算力资源分配计算任务的子任务或分项任务到对应的计算节点。

这些计算节点根据算力的不同分为多个等级。分配计算任务的具体处理例如是根据算力资源的忙闲情况、任务优先级、任务复杂度与计算节点的算力资源最佳匹配等方式。

步骤3：计算节点接收中央控制模块分配的计算任务的子任务或分项任务并完成计算，将计算结果反馈至中央控制模块。

步骤4：中央控制模块接收计算节点完成计算任务的子任务或分项任务的结果，将计算任务的完成结果反馈至任务发布终端。

本发明还公开了一种智能协同计算系统，系统包括处理器和存储器。存储器被配置为存储一系列计算机可执行的指令以及与这一系列计算机可执行的指令相关联的计算机可访问的数据，当所述一系列计算机可执行的指令被所述处理器执行时，使得处理器进行如图3实施例所述的方法。

本发明还公开了一种非临时性计算机可读存储介质，非临时性计算机可读存储介质上存储有一系列计算机可执行的指令，当这一系列可执行的指令被计算装置执行时，使得计算装置进行如图3实施例所述的方法。

尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑板块、模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (9)

1.一种智能协同计算系统，其特征在于，包括任务发布终端、中央控制模块和多个计算节点，其中：

任务发布终端，和中央控制模块建立通讯连接，用于发布计算任务到中央控制模块并从中央控制模块接收计算任务完成的结果；

中央控制模块，用于根据从任务发布终端接收到的计算任务的特点和中央控制模块所控制的各个计算节点的算力资源分配计算任务的子任务或分项任务到对应的计算节点，并接收计算节点完成计算任务的子任务或分项任务的结果；

计算节点，和中央控制模块建立通讯连接，接收中央控制模块分配的计算任务的子任务或分项任务并完成计算，将计算结果反馈至中央控制模块。

2.根据权利要求1所述的智能协同计算系统，其特征在于，中央控制模块包括任务审核单元、调度单元、巡检监控单元、激励单元、任务成果审核单元、备份单元、日志分析单元，其中：

任务审核单元，用于审核发布的计算任务是否合规；

调度单元，用于控制智能终端的准入和准出，并分配计算任务到相应计算节点，进行任务与计算节点算力资源间的调度；

巡检监控单元，用于对计算区域内的计算节点进行“心跳”巡检，在同级计算节点间进行组环，保证计算节点间连接数最小且每个计算节点保持连接，如果某一计算节点失去响应，则终止当前及后续子任务的分发，直至计算节点响应正常；

激励单元，用于记录计算节点的贡献度，并对计算节点的所属人进行奖励；

任务成果审核单元，用于审核计算任务成果所具有的终止限制条件；

备份单元，用于对中央控制模块和各计算节点完成的任务和贡献度进行存储记录；

日志分析单元，用于对中央控制模块和各计算节点进行日志分析。

3.根据权利要求1所述的智能协同计算系统，其特征在于，任务发布终端是机构或者个人。

4.根据权利要求1所述的智能协同计算系统，其特征在于，该多个计算节点根据算力的不同分为多个等级。

5.一种智能协同计算方法，其特征在于，方法包括：

任务发布终端发布计算任务到中央控制模块；

中央控制模块根据从任务发布终端接收到的计算任务的特点和中央控制模块所控制的各个计算节点的算力资源分配计算任务的子任务或分项任务到对应的计算节点；

计算节点接收中央控制模块分配的计算任务的子任务或分项任务并完成计算，将计算结果反馈至中央控制模块；

中央控制模块接收计算节点完成计算任务的子任务或分项任务的结果，将计算任务的完成结果反馈至任务发布终端。

6.根据权利要求5所述的智能协同计算方法，其特征在于，任务发布终端是机构或者个人。

7.根据权利要求5所述的智能协同计算方法，其特征在于，该多个计算节点根据算力的不同分为多个等级。

8.一种智能协同计算系统，其特征在于，系统包括：

处理器；

存储器，被配置为存储一系列计算机可执行的指令以及与所述一系列计算机可执行的指令相关联的计算机可访问的数据，当所述一系列计算机可执行的指令被所述处理器执行时，使得所述处理器进行如权利要求5所述的方法。

9.一种非临时性计算机可读存储介质，其特征在于，非临时性计算机可读存储介质上存储有一系列计算机可执行的指令，当所述一系列可执行的指令被计算装置执行时，使得所述计算装置进行如权利要求5所述的方法。

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