Descarga de Tareas con Restricciones Dependientes de Datos en Redes de Computación en el Borde Satelital: Un Enfoque Multi-Objetivo
Autores: Zhang, Ruipeng; Feng, Yanxiang; Yang, Yikang; Li, Xiaoling
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Descarga de Tareas con Restricciones Dependientes de Datos en Redes de Computación en el Borde Satelital: Un Enfoque Multi-Objetivo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Computación en el borde
Red satelital
Descarga de tareas
Red SEC
Optimización multiobjetivo
Retrasos computacionales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Al habilitar una red de satélites con capacidades de computación en el borde, la computación en el borde de satélites (SEC) proporciona a los usuarios una gama completa de servicios de computación. En este documento, construimos un modelo de optimización multiobjetivo para la descarga de tareas con restricciones dependientes de datos en una red SEC y buscamos lograr un equilibrio óptimo entre el consumo de energía, el costo y el tiempo de ejecución. Sin embargo, las restricciones de dependencia entre tareas pueden llevar a retrasos computacionales inesperados e incluso a fallos en las tareas en una red SEC. Para resolver esto, propusimos un método de enmienda de restricciones basado en redes de Petri con complejidad polinómica y generamos resultados de descarga que satisfacen nuestras restricciones. Para los múltiples objetivos de optimización, se estableció un orden de relación de dominancia reforzada para equilibrar la convergencia y la diversidad de soluciones no dominadas. Con base en esto, diseñamos un algoritmo de búsqueda de manada de lobos multiobjetivo (MOWPS). Se empleó una serie de mecanismos adaptativos para evitar una sobrecarga computacional adicional, y una búsqueda multi-vecindario basada en el aprendizaje lamarckiano evita que MOWPS quede atrapado en el óptimo local. Experimentos computacionales extensivos demuestran el rendimiento superior de MOWPS para resolver la descarga de tareas con restricciones dependientes de datos en una red SEC.
Descripción
Al habilitar una red de satélites con capacidades de computación en el borde, la computación en el borde de satélites (SEC) proporciona a los usuarios una gama completa de servicios de computación. En este documento, construimos un modelo de optimización multiobjetivo para la descarga de tareas con restricciones dependientes de datos en una red SEC y buscamos lograr un equilibrio óptimo entre el consumo de energía, el costo y el tiempo de ejecución. Sin embargo, las restricciones de dependencia entre tareas pueden llevar a retrasos computacionales inesperados e incluso a fallos en las tareas en una red SEC. Para resolver esto, propusimos un método de enmienda de restricciones basado en redes de Petri con complejidad polinómica y generamos resultados de descarga que satisfacen nuestras restricciones. Para los múltiples objetivos de optimización, se estableció un orden de relación de dominancia reforzada para equilibrar la convergencia y la diversidad de soluciones no dominadas. Con base en esto, diseñamos un algoritmo de búsqueda de manada de lobos multiobjetivo (MOWPS). Se empleó una serie de mecanismos adaptativos para evitar una sobrecarga computacional adicional, y una búsqueda multi-vecindario basada en el aprendizaje lamarckiano evita que MOWPS quede atrapado en el óptimo local. Experimentos computacionales extensivos demuestran el rendimiento superior de MOWPS para resolver la descarga de tareas con restricciones dependientes de datos en una red SEC.