《大規模隨機進程代數模型的死鎖檢測和性能分析》是依託揚州大學，由丁傑擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：大規模隨機進程代數模型的死鎖檢測和性能分析
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：丁傑
- 依託單位：揚州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨機進程代數已經成功地用來對計算機和通信等系統進行協定驗證與性能評估,但這種套用受到狀態空間爆炸問題的嚴重製約. 本項目研究主要是以隨機進程代數PEPA為例,發展相關理論和技術來處理大規模隨機進程代數模型的死鎖檢測和性能分析所遇到的狀態空間爆炸問題. 在死鎖檢測方面, 我們根據模型的邏輯架構來確定狀態空間的結構特性並利用這些特性去判斷有沒有死鎖. 在性能分析方面,我們將結合Fluid逼近方法來降低隨機模擬過程中系統從初始狀態運行到平衡態的預熱時間, 以此來改進隨機進程代數的模擬算法. 同時, 我們還將建立相關理論特別是大偏差理論用來分析隨機模擬算法. 本項目還將對PEPA模型的Fluid逼近所引出的非線性微分方程進行研究, 著重去解決方程解的關於時間的收斂性的一個公開問題. 這些研究將進一步拓展隨機進程代數的套用, 並為這些套用奠定理論基礎.
結題摘要
本項目的研究工作已經圓滿結束，我們較全面較好地完成了本項目研究全部技術指標和預定任務。項目組成員共發表25篇學術論文，其中SCI收錄17篇，EI收錄17篇。項目主持人發表6篇SCI論文，提交2項發明專利申請，獲得2項軟體著作權。項目研究所獲得主要成果分為三個部分： 一、我們對隨機進程代數模型的死鎖檢測提出了一種較新的方法： 利用並發系統的邏輯架構和狀態空間的結構特性來檢測死鎖，對於具有大量相同類型的實體的模型，死鎖檢測效果尤為顯著。能夠較好地緩解空間爆炸問題。特別是，在某些情形本方法甚至能夠說明哪種系統結構會以何種方式導致死鎖。 二、我們提出了隨機進程代數模型的一個較新的模擬算法：有效融合了隨機模擬方法和Fluid逼近方法的優點，充分利用了Fluid逼近能迅速求解出近似平衡態的特點，省去了系統從初始狀態到平衡狀態的預熱過程的模擬，提高了模擬算法的收斂速度和降低計算資源的消耗，又能全面而精準地獲取系統的性能參數。對當前並發系統的性能模擬和評估起到很好的改進作用。 三、我們獲得了關於隨機進程代數PEPA模型的Fluid逼近的一系列理論成果：（1）我們提出了PEPA模型的Fluid逼近的生成算法，這種算法課用來自動生成Fluid逼近的微分方程組。（2）我們提出了從隨機進程代數模型的Fluid逼近中提取性能的方法；（3）我們得到一類PEPA模型的Fluid逼近所導出的方程的解的存在唯一性、有界性、非負性等基本性質，同時證明了解關於時間的收斂性. 相當廣泛地解決了一類PEPA模型的Fluid逼近所導出的微分方程的解的收斂性的公開問題；(4)我們為PEPA模型建立了大偏差理論；（5）我們開展了PEPA模型的Fluid逼近的套用研究，特別是在提取通信系統性能方面的套用；我們還開展了性能建模與分析領域的其他一些相關研究（主要是信息安全領域的性能分析）。 本項目研究所獲得的這些成果不僅拓展了隨機進程代數在死鎖檢測和性能分析方面的進一步套用，並且為這些套用奠定相關理論基礎。
