專利名稱：一種基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡的節(jié)能控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及計算機領域，尤其是涉及一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的節(jié)能控制系統(tǒng)。
背景技術：
我國政府對節(jié)能減排和提高能源效率非常重視。尤其是面對近年來全世界范圍的能源緊缺以及自然環(huán)境的不斷破壞，政府更是大力鼓勵企業(yè)調整產(chǎn)業(yè)結構，淘汰落后產(chǎn)能， 加快步伐研制和生產(chǎn)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品。同時，政府還通過多種財政措施，引導消費者購買節(jié)能環(huán)保和使用新型清潔能源的產(chǎn)品。隨著科技的不斷進步，近年來各行業(yè)對大規(guī)模計算能力的要求都日益突出，高性能計算機系統(tǒng)在眾多領域都取得了很大的發(fā)展。在我們國家的大飛機設計，神舟飛船研制和發(fā)射，基因研究，氣象預測以及石油勘探等重大科研項目和工業(yè)生產(chǎn)中，高性能計算機系統(tǒng)都得到了廣泛的應用。然而不能忽視的是，高性能計算機系統(tǒng)在提供強大的信息處理能力的同時，也消耗了大量的能源。提高系統(tǒng)的能源效率是現(xiàn)階段高性能計算機研究的重要課題。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(ANN)是一種數(shù)學模型或計算模型，它試圖模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡的結構和功能。神經(jīng)網(wǎng)絡由大量的神經(jīng)元以及神經(jīng)元之間的連接組成。神經(jīng)網(wǎng)絡是自適應系統(tǒng)， 能夠根據(jù)外部或內(nèi)部的信息流改變其自身結構。通常使用神經(jīng)網(wǎng)絡作為非線性統(tǒng)計數(shù)據(jù)的建模工具，用來模擬輸入和輸出之間復雜關系以及識別數(shù)據(jù)模型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的節(jié)能控制系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是按以下方式實現(xiàn)的，在本發(fā)明所述基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的節(jié)能控制系統(tǒng)中，將操作系統(tǒng)內(nèi)核各關鍵資源管理模塊的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)關鍵資源的負載信息，作為神經(jīng)網(wǎng)絡子系統(tǒng)的輸入，借助神經(jīng)網(wǎng)絡對非線性、復雜系統(tǒng)運行過程及特征的有效識別和預測，生成適用的系統(tǒng)運行策略，系統(tǒng)節(jié)能主控程序據(jù)此設置系統(tǒng)中各類設備的節(jié)電模式，以實現(xiàn)在保證系統(tǒng)穩(wěn)定提供滿足應用需求的性能的同時，有效地減少電能消耗。本發(fā)明所述基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的節(jié)能控制系統(tǒng)的體系結構可選的包括如下組成部分操作系統(tǒng)內(nèi)核任務計數(shù)器，操作系統(tǒng)內(nèi)核調度程序監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核負載平衡程序監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核內(nèi)存分配程序監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核中斷路由監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核高速緩存監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核交換區(qū)監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核網(wǎng)絡協(xié)議棧監(jiān)視器；系統(tǒng)處理器負載監(jiān)視器，系統(tǒng)內(nèi)存負載監(jiān)視器，系統(tǒng)存儲負載監(jiān)視器，系統(tǒng)網(wǎng)絡負載監(jiān)視器；神經(jīng)網(wǎng)絡子系統(tǒng)；系統(tǒng)節(jié)能主控程序。
在本發(fā)明所述基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的節(jié)能控制系統(tǒng)中，包括操作系統(tǒng)內(nèi)核任務計數(shù)器，操作系統(tǒng)內(nèi)核任務計數(shù)器，操作系統(tǒng)內(nèi)核調度程序監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核負載平衡程序監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核內(nèi)存分配程序監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核中斷路由監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核高速緩存監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核交換區(qū)監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核網(wǎng)絡協(xié)議棧監(jiān)視器；系統(tǒng)處理器負載監(jiān)視器，系統(tǒng)內(nèi)存負載監(jiān)視器，系統(tǒng)存儲負載監(jiān)視器，系統(tǒng)網(wǎng)絡負載監(jiān)視器；神經(jīng)網(wǎng)絡子系統(tǒng)；系統(tǒng)節(jié)能主控程序在內(nèi)的各組件，均實現(xiàn)為操作系統(tǒng)運行在內(nèi)核態(tài)的內(nèi)核模塊，但也可以選擇實現(xiàn)為運行在用戶態(tài)的應用程序。在本發(fā)明所述基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的節(jié)能控制系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)內(nèi)核各關鍵資源管理模塊的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)由下列組件偵測并發(fā)送至神經(jīng)網(wǎng)絡子系統(tǒng)輸入層操作系統(tǒng)內(nèi)核任務計數(shù)器，操作系統(tǒng)內(nèi)核調度程序監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核負載平衡程序監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核內(nèi)存分配程序監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核中斷路由監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核高速緩存監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核交換區(qū)監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核網(wǎng)絡協(xié)議棧監(jiān)視器。在本發(fā)明所述基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的節(jié)能控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)關鍵資源的負載信息由下列組件偵測并發(fā)送至神經(jīng)網(wǎng)絡子系統(tǒng)輸入層系統(tǒng)處理器負載監(jiān)視器，系統(tǒng)內(nèi)存負載監(jiān)視器，系統(tǒng)存儲負載監(jiān)視器，系統(tǒng)網(wǎng)絡負載監(jiān)視器。在本發(fā)明所述基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的節(jié)能控制系統(tǒng)中，神經(jīng)網(wǎng)絡子系統(tǒng)根據(jù)預先配置定時地或實時地接收由各計數(shù)器及監(jiān)視器提交的操作系統(tǒng)內(nèi)核各關鍵資源管理模塊運行狀態(tài)數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)關鍵資源負載信息，經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡計算獲得適用于當前及未來短時的系統(tǒng)運行策略，繼而發(fā)送至系統(tǒng)節(jié)能主控程序。系統(tǒng)節(jié)能主控程序據(jù)此設置和調整計算機系統(tǒng)中CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡設備、存儲設備以及其他設備的節(jié)電模式。在本發(fā)明所述基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的節(jié)能控制系統(tǒng)中，選用的神經(jīng)網(wǎng)絡模型為基于 BP算法的三層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡，并且將能夠有效地減小隨機因素的擾動以及抑制系統(tǒng)運行策略的抖動作為終止神經(jīng)網(wǎng)絡訓練的必要條件。
本發(fā)明的基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的節(jié)能控制系統(tǒng)有益效果是能夠在保證高性能計算機系統(tǒng)在穩(wěn)定地提供滿足應用需求的性能的同時，有效地減少電能的消耗，相信能夠得到廣泛的認可和運用，因而，具有很好的推廣使用價值。


圖1是基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的節(jié)能控制系統(tǒng)運行原理示意圖； 圖2是基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的節(jié)能控制系統(tǒng)體系結構示意圖。
具體實施例方式參照說明書附圖對本發(fā)明的基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的節(jié)能控制系統(tǒng)作以下詳細地說明。如附圖1所示，在本發(fā)明所述基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的節(jié)能控制系統(tǒng)中，將操作系統(tǒng)內(nèi)核各關鍵資源管理模塊的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)關鍵資源的負載信息，作為神經(jīng)網(wǎng)絡子系統(tǒng)的輸入，借助神經(jīng)網(wǎng)絡對非線性、復雜系統(tǒng)運行過程及特征的有效識別和預測，生成適用的系統(tǒng)運行策略，系統(tǒng)節(jié)能主控程序據(jù)此設置系統(tǒng)中各類設備的節(jié)電模式，以實現(xiàn)在保證系統(tǒng)穩(wěn)定提供滿足應用需求的性能的同時，有效地減少電能消耗。如附圖2所示，本發(fā)明所述基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的節(jié)能控制系統(tǒng)的體系結構可選的包括如下組成部分操作系統(tǒng)內(nèi)核任務計數(shù)器，操作系統(tǒng)內(nèi)核調度程序監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核負載平衡程序監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核內(nèi)存分配程序監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核中斷路由監(jiān)視器， 操作系統(tǒng)內(nèi)核高速緩存監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核交換區(qū)監(jiān)視器，操作系統(tǒng)內(nèi)核網(wǎng)絡協(xié)議棧監(jiān)視器；系統(tǒng)處理器負載監(jiān)視器，系統(tǒng)內(nèi)存負載監(jiān)視器，系統(tǒng)存儲負載監(jiān)視器，系統(tǒng)網(wǎng)絡負載監(jiān)視器；神經(jīng)網(wǎng)絡子系統(tǒng)；系統(tǒng)節(jié)能主控程序。 除說明書所述的技術特征外，均為本專業(yè)技術人員的已知技術。
權利要求
1.一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于基于BP算法的三層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡，將操作系統(tǒng)內(nèi)核各關鍵資源管理模塊的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及系統(tǒng)關鍵資源的負載信息， 作為神經(jīng)網(wǎng)絡子系統(tǒng)的輸入，對非線性、復雜系統(tǒng)運行過程及特征的有效識別和預測，生成適用的系統(tǒng)運行策略和系統(tǒng)節(jié)能主控程序，繼而設置系統(tǒng)中各類設備的節(jié)電模式，以實現(xiàn)在保證系統(tǒng)穩(wěn)定提供滿足應用需求的性能的同時，有效地減少電能消耗，系統(tǒng)體系結構包括如下組成部分操作系統(tǒng)內(nèi)核任務計數(shù)器、操作系統(tǒng)內(nèi)核調度程序監(jiān)視器、操作系統(tǒng)內(nèi)核負載平衡程序監(jiān)視器、操作系統(tǒng)內(nèi)核內(nèi)存分配程序監(jiān)視器、操作系統(tǒng)內(nèi)核中斷路由監(jiān)視器、 操作系統(tǒng)內(nèi)核高速緩存監(jiān)視器、操作系統(tǒng)內(nèi)核交換區(qū)監(jiān)視器、操作系統(tǒng)內(nèi)核網(wǎng)絡協(xié)議棧監(jiān)視器、系統(tǒng)處理器負載監(jiān)視器、系統(tǒng)內(nèi)存負載監(jiān)視器、系統(tǒng)存儲負載監(jiān)視器、系統(tǒng)網(wǎng)絡負載監(jiān)視器、神經(jīng)網(wǎng)絡子系統(tǒng)和系統(tǒng)節(jié)能主控程序；其中，操作系統(tǒng)內(nèi)核任務計數(shù)器、操作系統(tǒng)內(nèi)核任務計數(shù)器、操作系統(tǒng)內(nèi)核調度程序監(jiān)視器、 操作系統(tǒng)內(nèi)核負載平衡程序監(jiān)視器、操作系統(tǒng)內(nèi)核內(nèi)存分配程序監(jiān)視器、操作系統(tǒng)內(nèi)核中斷路由監(jiān)視器、操作系統(tǒng)內(nèi)核高速緩存監(jiān)視器、操作系統(tǒng)內(nèi)核交換區(qū)監(jiān)視器、操作系統(tǒng)內(nèi)核網(wǎng)絡協(xié)議棧監(jiān)視器、系統(tǒng)處理器負載監(jiān)視器、系統(tǒng)內(nèi)存負載監(jiān)視器、系統(tǒng)存儲負載監(jiān)視器、 系統(tǒng)網(wǎng)絡負載監(jiān)視器、神經(jīng)網(wǎng)絡子系統(tǒng)以及系統(tǒng)節(jié)能主控程序，均是運行在內(nèi)核態(tài)的操作系統(tǒng)內(nèi)核模塊或是運行在用戶態(tài)的應用程序；操作系統(tǒng)內(nèi)核各關鍵資源管理模塊的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，由操作系統(tǒng)內(nèi)核任務計數(shù)器、操作系統(tǒng)內(nèi)核調度程序監(jiān)視器、操作系統(tǒng)內(nèi)核負載平衡程序監(jiān)視器、操作系統(tǒng)內(nèi)核內(nèi)存分配程序監(jiān)視器、操作系統(tǒng)內(nèi)核中斷路由監(jiān)視器、操作系統(tǒng)內(nèi)核高速緩存監(jiān)視器、操作系統(tǒng)內(nèi)核交換區(qū)監(jiān)視器、操作系統(tǒng)內(nèi)核網(wǎng)絡協(xié)議棧監(jiān)視器組件偵測并發(fā)送至神經(jīng)網(wǎng)絡子系統(tǒng)輸入層系統(tǒng)關鍵資源的負載信息，由系統(tǒng)處理器負載監(jiān)視器、系統(tǒng)內(nèi)存負載監(jiān)視器、系統(tǒng)存儲負載監(jiān)視器、系統(tǒng)網(wǎng)絡負載監(jiān)視器組件偵測并發(fā)送至神經(jīng)網(wǎng)絡子系統(tǒng)輸入層神經(jīng)網(wǎng)絡子系統(tǒng)根據(jù)預先配置定時地或實時地接收由各計數(shù)器及監(jiān)視器提交的操作系統(tǒng)內(nèi)核各關鍵資源管理模塊運行狀態(tài)數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)關鍵資源負載信息，經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡計算獲得適用于當前及未來短時的系統(tǒng)運行策略，繼而發(fā)送至系統(tǒng)節(jié)能主控程序，系統(tǒng)節(jié)能主控程序據(jù)此設置和調整計算機系統(tǒng)中CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡設備、存儲設備的節(jié)電模式。
2.根據(jù)權利要求1所述的節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，以有效地減小隨機因素擾動及抑制系統(tǒng)運行策略抖動作為終止神經(jīng)網(wǎng)絡訓練的必要條件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的節(jié)能控制系統(tǒng)是基于BP算法的三層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡，將操作系統(tǒng)內(nèi)核各關鍵資源管理模塊的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及系統(tǒng)關鍵資源的負載信息，作為神經(jīng)網(wǎng)絡子系統(tǒng)的輸入，對非線性、復雜系統(tǒng)運行過程及特征的有效識別和預測，生成適用的系統(tǒng)運行策略和系統(tǒng)節(jié)能主控程序，繼而設置系統(tǒng)中各類設備的節(jié)電模式，以實現(xiàn)在保證系統(tǒng)穩(wěn)定提供滿足應用需求的性能的同時，有效地減少電能消耗。
文檔編號G06N3/02GK102445980SQ201110276770
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權日2011年9月19日
發(fā)明者何志平, 吳楠, 周雄, 張東, 熊坤 申請人:浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司