第一章引言
1.1研究的背景及意义随着我国高校学分制改革的深入发展,网络化的教务管理系统已成为各高校的重要的基础管理平台,Ifn课程编排对十每一所高校的教务管理又是一项非常重要}fn又繁琐的工作。课程安排的实质就是对学校每学期开设的课程合理地分配时间资源、教师资源和教室资源的过程,其中涉及课程、教师、教室、学生等多种因素;另外,由十前几年的高校的持续扩招,所有高校目前均面临教学软、硬件资源紧张等问题,为了缓解这一问题,高校只有不断引进教师,建设新校区,这无疑加重了课程编排工作的难度和复杂度,同日寸也为从事排课管理的工作人员提出了更高的要求。由十学生人数的增加、资源的相对紧张,原来的手动排课模式已经无法完成新形势下的排课任务,因此各高校都购买、研发了自己的教务管理系统,利用计算机进行自动排课,使教务工作人员从繁杂的排课任务中解脱出来,也大大提高教务管理工作的效率,改善了教学管理质量,合理高效地利用各种有限的资源。但在实际应用中,教务管理系统由十网络、操作系统和数据库的异构性,很难做到统一管理与调度,系统内还无法实现数据、资源的充分共享。从目前的应用状况看,教务管理系统需要解决以下两方面的问题:第一、各种异构数据资源的充分共享和统一管理;第二、在不增加教育成本的情况下,解决服务器负载过大的问题。基十以上原因,当前的网络环境已难以胜任。Ifn网格技术可通过高速的网络将分布在不同地理位置的异构的和动态的数据资源连接起来,从}fn实现数据的充分共享「1」,这显然为解决上述问题提供了有利条件。另外,就目前的网格技术的发展现状Ifn言,基本上还是停留在理论研究阶段,实际的应用很少,主要应用仅仅集中在分布式超级计算、分布式仪器、数据密集型计算等高尖端领域,人们还不能像使用工nternet那样方便、自由的使用网格,如何让网格技术更加贴近我们的工作及生活是目前网格技术研究的方向和目标。因此,在网格技术的基础上建立教务管理平台具有重要研究意义和使用价值。
1.2研究内容本文的中心思想就是将网格技术、Agent技术与目前的排课系统相结合,提出并设计了一种基十网格技术的多Agent分布式排课系统模型,所做的具体工作如下:首先对目前高校排课系统存在的问题进行深入的研究与分析,从提高排课效率、降低服务器负载入手,目的就是将网格技术与排课系统充分的结合起来,建立一种新型的排课系统模型。基十这种目的,本文详细的论述了网格的概念、特征及体系结构,然后结合网格的异构共享及分布式计算等特点,将分布十不同地理位置的、不同体系结构的各种排课资源充分加以整合、共享,在此基础上再进行任务的分配、调度,解决了目前排课系统中所存在的数据异构、共享困难、更新滞后等问题。其次将网格与Agent代理技术相结合,利用其智能性、主动性及自治性等特点,弥补网格在资源管理及调度方面的不足,提出并设计了基十网格技术的多Agent分布式排课系统模型,实现了资源的智能调度与管理,减少了服务器轻载或重载等现象的发生,提高了排课系统的工作效率。最后利用网格模拟器Gridsim对传统的排课方式与改进的多Agent分布式排课方式进行模拟实验,比较了两种方式的优势与不足,分析了该模型在实际应用中的可行性,为网格技术与教务管理系统的结合奠定了一定的理论基础。
1.3论文结构本文分为六个部分进行分析与论述:第一章介绍了课题研究的背景、目的、意义以及本文所研究的主要内容;第二章从网格的基本知识开始,逐步介绍了网格的特点、体系结构。在体系结构中重点介绍了开放网格服务体系结构;第二章介绍了Agent技术的相关概念、特点及其系统结构,然后在单Agent技术的基础上进一步引入了多Agent技术,最后重点介绍了网格与Agent相结合的优势;第四章首先分析了排课系统的现状及排课任务调度的目标,由此提出了排课系统中异构数据资源的共享模型,并在此基础上建立了多Agent分布式排课系统网格任务调度模型,同时详细的介绍了该模型各个部分的功能及工作流程;第五章利用网格模拟器Gridsim对传统排课方式与改进的多Agent分布式排课方式进行了模拟实验,比较并分析了两种方式的优势与不足;最后一章是对该课题的研究工作所做的全面总结,并对下一步的工作提出了研究的方向与目标。
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摘要 4-5
Abstract 5-6
第一章 引言 10-12
1.1 研究的背景及意义 10
1.2 研究内容 10-11
1.3 论文结构 11-12
第二章 网格技术 12-25
2.1 网格的概述 12-14
2.1.1 网格的产生与发展 12
2.1.2 网格的定义 12-13
2.1.3 网格的目的 13-14
2.2 网格的特点 14-15
2.3 网格的体系结构 15-24
2.3.1 五层沙漏结构 15-18
2.3.2 开放网格服务体系结构OGSA 18-24
2.3.3 两种体系结构的异同 24
2.4 本章小结 24-25
第三章 Agent 技术 25-31
3.1 Agent 的定义及特征 25-26
3.1.1 Agent 的定义 25
3.1.2 Agent 的特征 25-26
3.2 Agent 的系统结构 26
3.3 Agent 技术研究的分类与发展 26-27
3.4 多Agent 系统 27-28
3.4.1 多Agent 系统介绍 27-28
3.4.2 多Agent 系统的特征 28
3.4.3 多Agent 系统的应用 28
3.5 网格与Agent 结合的优势 28-30
3.6 本章小结 30-31
第四章 基于网格技术的多Agent 分布式排课系统模型 31-37
4.1 需求分析 31-32
4.1.1 目前排课系统需要解决的问题 31
4.1.2 排课系统所需资源的特征 31-32
4.1.3 排课系统任务调度的目标 32
4.2 分布式排课系统异构数据资源的共享模型 32-33
4.3 分布式排课系统网格任务调度模型 33-36
4.3.1 网格任务调度模型 33-34
4.3.2 多Agent 排课系统的网格服务代理GSA 34-36
4.4 本章小结 36-37
第五章 模拟实验 37-56
5.1 网格模拟器简介 37
5.2 Gridsim 37-42
5.2.1 Gridsim 概述 37-38
5.2.2 Gridsim 主要特征 38
5.2.3 Gridsim 体系结构 38-40
5.2.4 Gridsim 模拟过程 40-42
5.3 仿真实验及其对比结果 42-55
5.3.1 Grdsim 安装配置 42-43
5.3.2 网格环境的模拟 43-45
5.3.3 图形化用户界面的建模工具——Visualmodeler 45-46
5.3.4 排课调度算法实现 46-51
5.3.5 模拟结果 51-55
5.4 本章小结 55-56