JP2009522686A - 適応型リソース割り当てを用いた自律的システム管理の方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 リソース割り当ての例示的な方法が提供される。少なくとも1つの制御リソースと少なくとも1つの従属パラメータとの間の関係が推定される(205)。少なくとも1つの制御リソースのリソース割り当てを調整して少なくとも1つの従属パラメータによって表される所望のシステム目標を達成する。
【選択図】 図2
Description
(i)場当たり(Ad−hoc):多くの方法において、リソース間の関係は既知ではなく推定もされない。そのようなシステムの動作において、リソース割り当て決定は、意図しない効果をもつことがある。この場合、1つのリソースの変更が1つ又は複数の他のリソースに及ぼす効果を考慮に入れないリソース割り当て決定は「場当たり」と呼ぶことができる。
(ii)非適応(Non−adaptive):他の方法は、関係の構造を仮定する古典型的な最適化に基づくリソース割り当て法におけるように、リソースにわたる関係を考慮に入れることを試みることができるが、システムの動作における変更には応答しない。
(a)制御リソースと従属パラメータの間の関係を学ぶステップであって、いくつかの制御システムにおいてはシステム目標機能が従属パラメータにより表される、ステップと、
(b)制御リソースのリソース割り当てを調整してシステムを所望の目標点に向かって動かすステップと
を同時に実行する新規のシステム・コントローラが提供される。
(1)初期設定:目標値は、n次元ベクトルTで指示する。逐次近似カウンタをj=1に設定する。初期制御リソース値を、所与の開始点Biに設定するか、又は、初期ポイントが与えられていなければ、あらゆるi=1,..nに対してBi=maximum_controlled_resource_capacity/nと設定する。全てのi=1,..nに対して、初期値Ci(LB(i))=0及びCi(UB(i))=1を定める。
(2)メイン・ループ:停止基準に達していなければ、繰り返して、
(a)現在のベクトルBを用いて各iの利用レベルをサンプリングする。各プロセス
i=1,..nに対して、Ci(Bi)をプロセスiの平滑又は期待利用レベルに設定する。
(b)各i=1,..nに対して、Ci(j)(Bi(j)))>Ti、目標レベル、である場合には、UB(i)=jと設定する。反対に、Ci(j)(Bi(j)))<t_i
である場合には、LB(i)=jと設定する。
(c)方向検出:
Gj(b)=(C(j)(B(j))−T)*Z(j)=(C(j)(B(j))−T)*M(j)となる検索方向Gj(b)を決定し、ここでMは、目標値Tに向かう方向に見積もられた区分線形関数C(B)の勾配のベクトルである。即ち、プロセスiに対して、現行逐次近似カウンタjが上限である場合、Mi(j)がポイントCi(j)(B(j))とCi(LB(i))(B(LB(i)))の間の線分の勾配である。即ち、いくつかの動作中区分kに対してMi(j)=Ai(k)である。反対に、j=LB(i)であれば、Mi(j)は、ポイントCi(j)(B(j))とCi(UB(i))(B(UB(i)))の間の線分の勾配である。
(d)ニュートン・ステップ:ニュートン・ステップは、ヘッシアンのノルムによってスケールされた勾配により与えられる。目標機能を、プロセス内で分離可能なものとしてモデル化しているので、ヘッシアンのノルムは各々のアプリケーションiに対して、動作中区分において見積った目的関数F(j)(B)の第2導関数により与えられる。これは非常に低コストであり、迅速な計算である。
(e)ステップ・サイズ計算:いくつかのスカラ定数v及びwに対して、単位ステップ又は発散級数ステップ、S(j)=w/(j+v)を用いる。
(f)更新:B(j+1)=B(j)−G(j)(B)*S(j)と設定し、j=j+1と
設定する。
Claims (28)
- リソース割り当ての方法であって、
少なくとも1つの制御リソースと少なくとも1つの従属パラメータとの間の関係を推定するステップと、
前記少なくとも1つの制御リソースのリソース割り当てを調整して前記少なくとも1つの従属パラメータによって表される所望のシステム目標を達成するステップと
を含む方法。 - 前記推定ステップ及び前記調整ステップは同時に実行される、請求項1に記載の方法。
- 前記推定ステップ及び前記調整ステップは順繰りに実行される、請求項1に記載の方法。
- 前記推定ステップ及び前記調整ステップは繰り返される、請求項1に記載の方法。
- 前記リソース割り当ては、コンピュータ・システム、製造システム、ロジスティック・システム、又は化学システムのうちの少なくとも1つにおける、少なくとも1つのリソースの割り当てを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの制御リソース、前記少なくとも1つの従属パラメータ、又は前記所望のシステム目標のうちの少なくとも1つは、少なくとも1つのノイズ又は確率的変動を受ける、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの制御リソースのリソース割り当てを調整して前記少なくとも1つの従属パラメータによって表される所望のシステム目標を達成する前記ステップは、
(a)前記少なくとも1つの制御リソースの現行割り当てを設定するステップと、
(b)前記現行割り当てにおいて、前記少なくとも1つの従属パラメータの少なくとも1つのサンプル測定値を取得するステップと、
(c)前記少なくとも1つのサンプル測定値を前記現行割り当てと組み合わせてタプルを形成するステップと、
(d)少なくとも1つの以前のタプルに基づいて新しい割り当てを決定するステップと、
(e)前記タプルが停止基準を満たすまで、前記(a)、(b)、(c)及び(d)ステップを繰り返すステップと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記タプルに基づいて新しい割り当てを決定する前記(d)ステップは、
前記ステップ(c)を繰り返して複数のタプルを形成するステップと、
前記複数のタプルに基づいて前記新しい割り当てを決定するステップと
を含む、請求項7に記載の方法。 - 前記停止基準は、
目標利用率レベルからの所定の間隔と、
逐次近似の最大数と、
経過リアルタイムの最大量と
のうちの1つを含む、請求項7に記載の方法。 - 前記所望のシステム目標は、
前記少なくとも1つの従属パラメータの所望の利用率レベルと、
前記少なくとも1つの従属パラメータの、前記所望の利用率レベルと実際の利用率レベルとの間の間隔メトリックの最小化と、
前記少なくとも1つの従属パラメータの最大化と、
前記少なくとも1つの従属パラメータの最小化と
のうちの1つを含む、請求項1に記載の方法。 - リソース割り当ての方法を実行するためのプロセッサにより実行される命令を格納する機械可読媒体であって、前記方法は、
少なくとも1つの制御リソースと少なくとも1つの従属パラメータとの間の関係を推定するステップと、
前記少なくとも1つの制御リソースのリソース割り当てを調整して前記少なくとも1つの従属パラメータによって表される所望のシステム目標を達成するステップと
を含む機械可読媒体。 - 前記推定ステップ及び前記調整ステップは同時に実行される、請求項11に記載の機械可読媒体。
- 前記推定ステップ及び前記調整ステップは順繰りに実行される、請求項11に記載の機械可読媒体。
- 前記推定ステップ及び前記調整ステップは繰り返される、請求項11に記載の機械可読媒体。
- 前記リソース割り当ては、コンピュータ・システム、製造システム、ロジスティック・システム、又は化学システムのうちの少なくとも1つにおける、少なくとも1つのリソースの割り当てを含む、請求項11に記載の機械可読媒体。
- 前記少なくとも1つの制御リソース、前記少なくとも1つの従属パラメータ、又は前記所望のシステム目標のうちの少なくとも1つは、少なくとも1つのノイズ又は確率的変動を受ける、請求項11に記載の機械可読媒体。
- 前記少なくとも1つの制御リソースのリソース割り当てを調整して前記少なくとも1つの従属パラメータによって表される所望のシステム目標を達成する前記ステップは、
(a)前記少なくとも1つの制御リソースの現行割り当てを設定するステップと、
(b)前記現行割り当てにおいて、前記少なくとも1つの従属パラメータの少なくとも1つのサンプル測定値を取得するステップと、
(c)前記少なくとも1つのサンプル測定値を前記現行割り当てと組み合わせてタプルを形成するステップと、
(d)少なくとも1つの以前のタプルに基づいて新しい割り当てを決定するステップと、
(e)前記タプルが停止基準を満たすまで、前記(a)、(b)、(c)及び(d)ステップを繰り返すステップと
を含む、請求項11に記載の機械可読媒体。 - 前記タプルに基づいて新しい割り当てを決定する前記(d)ステップは、
前記ステップ(c)を繰り返して複数のタプルを形成するステップと、
前記複数のタプルに基づいて前記新しい割り当てを決定するステップと
を含む、請求項17に記載の機械可読媒体。 - 前記停止基準は、
目標利用率レベルからの所定の間隔と、
逐次近似の最大数と、
経過リアルタイムの最大量と
のうちの1つを含む、請求項17に記載の機械可読媒体。 - 前記所望のシステム目標は、
前記少なくとも1つの従属パラメータの所望の利用率レベルと、
前記少なくとも1つの従属パラメータの、前記所望の利用率レベルと実際の利用率レベルとの間の間隔メトリックの最小化と、
前記少なくとも1つの従属パラメータの最大化と、
前記少なくとも1つの従属パラメータの最小化と
のうちの1つを含む、請求項11に記載の機械可読媒体。 - リソース割り当てのためのシステムであって、
(a)少なくとも1つの制御リソースと少なくとも1つの従属パラメータとの間の関係を推定するため、及び(b)前記少なくとも1つの制御リソースのリソース割り当てを調整して前記少なくとも1つの従属パラメータによって表される所望のシステム目標を達成するためのシステム・コントローラを含むシステム - 中央演算処理装置(CPU)を備え、前記システム・コントローラに動作可能に接続されたコンピュータ・システムをさらに含み、
前記システム・コントローラは、前記コンピュータ・システム内のCPUの前記リソース割り当てを調整する、
請求項21に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つの制御リソースを制御する機能をもつ複合システムをさらに含む、請求項21に記載のシステム。
- 前記複合システムは、製造システム、ロジスティック・システム、又は化学システムのうちの1つを含む、請求項23に記載のシステム。
- 前記システム・コントローラは、前記推定ステップ及び前記調整ステップを同時に実行する、請求項21に記載のシステム。
- 前記システム・コントローラは、前記推定ステップ及び前記調整ステップを順繰りに実行する、請求項21に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの制御リソース、前記少なくとも1つの従属パラメータ、又は前記所望のシステム目標のうちの少なくとも1つは、少なくとも1つのノイズ又は確率的変動を受ける、請求項21に記載のシステム。
- 前記所望のシステム目標は、
前記少なくとも1つの従属パラメータの所望の利用率レベルと、
前記少なくとも1つの従属パラメータの、前記所望の利用率レベルと実際の利用率レベルとの間の間隔メトリックの最小化と、
前記少なくとも1つの従属パラメータの最大化と、
前記少なくとも1つの従属パラメータの最小化と
のうちの1つを含む、請求項21に記載のシステム。
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