基于新型膜材料的计算组装工作流模型及成本优化研究
这是一篇关于工作流模型,工作流调度算法,工作流成本优化,微服务,gRPC的论文, 主要内容为新型MOFs膜材料的研发在现代材料科学中具有极大价值。随着材料基因组概念的提出,科学计算在材料研发领域成为一个热点。手工组装MOFs膜材料存在实验成本高昂、时间消耗大、复杂性和复现性差等问题。因此,本文通过使用计算机技术批量产出MOFs膜材料结构,可以提高效率、降低成本,减少实验试错过程,提高结构优化的准确性和可行性。本文的主要内容包括:(1)本文针对新型膜材料的大量需求问题,借助科学计算设计MOFs膜材料,开发新型膜材料计算组装算法及软件。本文基于拓扑导向的材料组装原理,采用Network X建立拓扑网络模型;提出筛选算法,为拓扑网络匹配构建块;设计缩放算法,通过缩放因子调整网络模型;组装构建块,算法可以批量生成新型MOFs膜材料晶胞描述文件。这一工作实现了MOFs膜材料的计算组装模拟,基于模拟结果为材料实验的设计提供了重要指导意义。(2)本文考虑材料计算组装应用的成本效率问题,提出一种改进的工作流调度模型,实现NMSC算法的性能成本优化目标。本文提出了两种去循环方法将工作流改进为两种不同的DAG模型,定义性能成本约束条件,采用调度算法优化DAG模型成本。本文采用循环分解技术和性能建模算法对计算组装工作流进行循环消解操作,生成DAG＿1和DAG＿2工作流模型,设计模型性能对比实验,结果显示DAG＿1优于DAG＿2。本文定义满足截止日期约束最小化成本优化目标,以HEFT算法、IC-PCP算法和Pro Lis算法进行DAG调度实验。结果显示Pro Lis算法优于ICPCP算法,一定程度上模型在保持高性能的同时降低了算法成本。(3)本文设计并实现了基于微服务架构的新型膜材料计算组装系统,应用于实际材料实验中。首先,本文进行功能、性能需求分析,对系统架构进行了详细设计,利用微服务过渡化技术实现系统的材料计算组装核心微服务功能。其次,本文利用gRPC协议建立微服务模块之间的通讯。系统采用Docker部署微服务模块,利用K8s进行容器管理。系统测试证明了各项功能正常同时性能良好。
基于微服务的金融贷后系统的设计与实现
这是一篇关于金融贷后,微服务,gRPC,消息队列,API网关,延迟队列的论文, 主要内容为本课题采用微服务架构设计与实现面向二手车交易的金融贷后系统,在项目中使用gRPC作为微服务框架,引入API(Application Programming Interface)网关做统一的服务接入,提高系统的容错性,安全性,使用etcd作为服务的注册中心以及分布式系统配置中心,加入认证,埋点,权限等中间件,使用Kafka消息队列实现上下游服务的事件驱动,并设计实现了延迟队列提供系统的重试机制以及消息的延迟消费。金融贷后系统主要包含归档审核,归档登记,催收以及车务四个子模块,本文首先对微服务的基本概念、微服务的核心部件以及gRPC进行阐述。然后对金融贷后系统进行了需求分析和总体设计,在gRPC、etcd、Kong网关等基础上搭建项目的微服务框架。并对gRPC包进行了封装和二次开发,以Sidecar模式加入gRPCgateway以及gRPCproxy,使应用服务本身和辅助服务分离,HTTP请求转为gRPC请求处理。最后对各个子模块进行了详细设计与实现,项目还对原有数据库做了分库分表,以支持服务间的数据分离。由于Kafka不支持延迟消费,所以设计实现了一个延迟队列以支持消息的延迟消费以及服务的错误重试机制。通过项目实际使用情况表明,基于微服务的贷后系统运行快速,系统设计以及实现方案符合预期,而且低耦合,插件化,更容易拓展,具有较好的实践意义。
针对Vala语言的gRPC相关工具设计及实现
这是一篇关于数据序列化,远程过程调用,gRPC,Vala语言的论文, 主要内容为现代电子信息产业的逐渐发展,电子测量的规模不断扩大,测试流程日趋复杂,对高性能的电子测量仪器程控需求与日剧增。Vala是一种新兴的编程语言,它效率高,性能好、运行速度快,与底层硬件系统兼容性好的同时还具有高级语言抽象和便捷的语法特性,是嵌入式、电子测量开发的优秀编程语言。对于现代测量而言,模块化、网络化、远程化已经成为现代电子测量的重要需求和发展趋势。而近年来,面向服务的系统架构和微服务架构在很多计算机软件系统中广泛应用,为电子测量提供了新的契机,将一个电子测量系统的不同测试模块由不同服务的形式呈现,这离不开RPC(Remote Procedure Call)框架的软件支持。gRPC是谷歌开发的一款RPC框架,该框架提供了众多语言之间的RPC功能交互,如Python、Java,但并未提供Vala语言的RPC支持。Protocol Buffer是与gRPC匹配的序列化机制,用于解决RPC数据传输中的序列化问题,但也未包含Vala语言的支持。本文着笔于此,结合Vala语言在现代电子测量领域的优势和现代电子测量的需求和趋势,设计了一种针对Vala语言的gRPC软件工具,实现了Vala语言对gRPC框架的支持,研究如下:(1)本文设计了一种基于Protocol Buffer序列化机制的Vala语言的序列化库,该序列化库采用分层设计的思想,根据Protocol Buffer机制特有的编码算法,以底层的编解码模块为基础,将核心基类和属性注册机制相结合,为所有的派生类提供了数据的序列化和反序列化方法,最终根据用户定义的proto文件生成可用Vala库文件,实现了Vala语言序列化软件工具的功能。该序列化库能将二进制信息序列与Vala语言进行相互转换,可用于数据传输或RPC等场景,为实现Vala语言的远程过程调用提供了软件支撑。(2)在Vala语言的序列化库的基础上,本文设计了的Vala语言的gRPC库,通过将Vala语言特有的Vapi机制与gRPC核心库中的核心底层API进行接口适配,Vala语言得以使用C语言实现的gRPC底层功能接口。通过分层设计和模块化设计的软件设计思想,本设计将底层逻辑抽象为上层应用程序可用的、包含了RPC中主要功能行为的客户端和服务端基类,用户通过继承这些功能基类即可实现RPC功能。将该软件库和gRPC框架相结合,即可实现Vala语言与其他编程语言的远程过程调用,Vala语言程控的电子测量设备就可通过该软件工具与其他上层应用软件实现远程过程调用、远程测试、模块化测试等。
基于微服务的金融贷后系统的设计与实现
这是一篇关于金融贷后,微服务,gRPC,消息队列,API网关,延迟队列的论文, 主要内容为本课题采用微服务架构设计与实现面向二手车交易的金融贷后系统,在项目中使用gRPC作为微服务框架,引入API(Application Programming Interface)网关做统一的服务接入,提高系统的容错性,安全性,使用etcd作为服务的注册中心以及分布式系统配置中心,加入认证,埋点,权限等中间件,使用Kafka消息队列实现上下游服务的事件驱动,并设计实现了延迟队列提供系统的重试机制以及消息的延迟消费。金融贷后系统主要包含归档审核,归档登记,催收以及车务四个子模块,本文首先对微服务的基本概念、微服务的核心部件以及gRPC进行阐述。然后对金融贷后系统进行了需求分析和总体设计,在gRPC、etcd、Kong网关等基础上搭建项目的微服务框架。并对gRPC包进行了封装和二次开发,以Sidecar模式加入gRPCgateway以及gRPCproxy,使应用服务本身和辅助服务分离,HTTP请求转为gRPC请求处理。最后对各个子模块进行了详细设计与实现,项目还对原有数据库做了分库分表,以支持服务间的数据分离。由于Kafka不支持延迟消费,所以设计实现了一个延迟队列以支持消息的延迟消费以及服务的错误重试机制。通过项目实际使用情况表明,基于微服务的贷后系统运行快速,系统设计以及实现方案符合预期,而且低耦合,插件化,更容易拓展,具有较好的实践意义。
基于时序数据库的智慧电能管理微服务平台研究与设计
这是一篇关于电力数据管理,微服务,gRPC,时序数据库,InfluxDB的论文, 主要内容为电力制度体系的深度变革与智能电网建设的快速发展,使得电力行业业务范围不断扩大、采集点和电力数据不断增多。本研究实地调研了湖北某电力公司目前正在使用的电力信息管理系统,该系统主要存在以下两个方面的问题:一方面,该电力公司管理的电力数据基数大、增长快,导致现有电力信息管理系统时常出现数据读写缓慢、数据库崩溃等问题。另一方面,该电力公司业务需求扩张迅速,业务模块的不断拓展将使得现有电力信息管理系统臃肿不堪,出现了代码繁杂、管理不方便等问题。这样发展下去,甚至可能导致系统瘫痪。故而,灵活拓展电力信息管理系统的业务功能模块、缓解数据库读写压力以提高电力数据分析的有效性显得尤为迫切。针对上述问题,本研究提出搭建一个基于时序数据库的智慧电能管理微服务平台。该平台是因应湖北某电力公司对电力数据管理和业务管理的实际需求而开发的,以满足电力企业对系统信息进行高效数据分析、易维护、易拓展、敏捷开发的要求。本研究主要工作如下:(1)设计并创建了智慧电能管理微服务平台的架构体系。首先,通过对热门的微服务架构进行效果比对分析,本研究最终选择了支持技术异构的g RPC微服务框架。然后,结合湖北某电力公司的业务需求对平台功能模块进行了细致拆分,并完成了服务的注册与发现、服务网关、配置中心、负载均衡策略以及服务通信等基础微服务功能的方案设计与实现。最后,搭建并部署了智慧电能管理微服务平台微服务组件。(2)分析并设计了智慧电能管理微服务平台中的数据存储方式。首先,通过对热门的数据库产品的优劣势进行比对分析,本研究提出了将时序数据库Influx DB、关系数据库My SQL和缓存数据库Redis相结合的方案,使之共同作用于系统数据的存储。其次,先用拉格朗日插值法对传感器采集到的电力时序数据进行处理,再用RLE、Gorilla算法对数据压缩并进行压缩率测试。最后,对各数据库存储进行包括缓存设计、Influx DB存储设计和My SQL表设计在内的相应设计。(3)构建并实现了智慧电能管理微服务平台。首先,根据湖北某电力公司的实际情况,完成了需求分析,对平台进行了总体设计。然后,使用前后端分离方式以基于Vue、Python Flask、Influx DB和g RPC等技术实现了平台各种服务。同时,重点展示了电力数据管理、设备管理、运维管理和站点定位等核心功能。最后,进行了充分的系统功能与性能测试。据项目实际开发与测试情况来看,本研究开发的基于时序数据库的智慧电能管理微服务平台运行平稳。针对目前湖北某电力公司的电力信息管理系统存在的数据库随时面临崩溃、系统功能难以拓展等问题,时序数据库技术可有效减轻数据读写压力,且微服务架构使得平台的后期横向拓展更加灵活高效。总之,基于时序数据库的智慧电能管理微服务平台的研究与设计较好的解决了电力企业信息管理的痛点,有一定的实践意义和应用价值。
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