羅翔曦

（昭通衛(wèi)生職業(yè)學(xué)院 云南省昭通市 657000）

網(wǎng)絡(luò)計(jì)算也被稱為元計(jì)算，其最終目的是對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行計(jì)算，使多個(gè)用戶能對(duì)資源進(jìn)行共享，計(jì)算方式多為合作計(jì)算。在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算運(yùn)作流程上，其可以分為兩個(gè)層次，即前端計(jì)算、內(nèi)核計(jì)算，兩項(xiàng)計(jì)算步驟十分重要，會(huì)對(duì)用戶網(wǎng)絡(luò)資源的使用質(zhì)量造成巨大影響，但常規(guī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算要面對(duì)的資源十分龐大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更是高度復(fù)雜，因此會(huì)嚴(yán)重影響計(jì)算效率等質(zhì)量指標(biāo)，這時(shí)為了改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算，現(xiàn)代相關(guān)領(lǐng)域提出了智能信息處理技術(shù)下的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算概念，認(rèn)為將智能信息處理技術(shù)融于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算可以起到改進(jìn)效果，對(duì)此本文研究將驗(yàn)證這一點(diǎn)。

1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

以網(wǎng)絡(luò)計(jì)算中常見(jiàn)算法“粒子群算法”為例，對(duì)該算法進(jìn)行計(jì)算流程設(shè)計(jì)，并利用該流程對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行計(jì)算，統(tǒng)計(jì)該流程中算法存在的問(wèn)題，由此確立算法改進(jìn)方向，以便于智能信息處理技術(shù)的融入。

1.1 粒子群算法計(jì)算流程設(shè)計(jì)

根據(jù)粒子群算法理論及常規(guī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先將網(wǎng)絡(luò)資源與粒子群算法連接，使網(wǎng)絡(luò)資源導(dǎo)入到算法主要流程中，隨之算法開(kāi)始，其次算法在接收到網(wǎng)絡(luò)資源后會(huì)根據(jù)粒子群生成邏輯進(jìn)行初始化，形成粒子群模式，并對(duì)該模型進(jìn)行適應(yīng)性計(jì)算，完全適應(yīng)后會(huì)正式開(kāi)始計(jì)算，計(jì)算過(guò)程中會(huì)對(duì)粒子群中粒子的位置、速度進(jìn)行不斷的更新，指導(dǎo)其觸及終止條件，但計(jì)算結(jié)果符合終止條件后，根據(jù)終止條件與計(jì)算結(jié)果的對(duì)比結(jié)果可知計(jì)算結(jié)果是否符合需求，如果是則計(jì)算完成，否則返回更新步驟重新調(diào)整，同時(shí)置換、優(yōu)化終止條件，直到計(jì)算結(jié)果符合需求為止[1]。

1.2 算法性能分析

根據(jù)粒子群算法計(jì)算流程設(shè)計(jì)，將其應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)資源計(jì)算中，網(wǎng)絡(luò)資源來(lái)源與某視頻軟件，計(jì)算過(guò)程中對(duì)算法各步驟的效率、準(zhǔn)確性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。傳統(tǒng)算法在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算當(dāng)中的效率表現(xiàn)一般，總體用時(shí)較長(zhǎng)，這不滿足用戶需求，而造成這種現(xiàn)象的因素在于算法在“粒子群初始化同時(shí)計(jì)算適應(yīng)”、“位置、速度更新”兩個(gè)步驟中的耗時(shí)較長(zhǎng)，尤其是“位置、速度更新”，原因?yàn)樵撥浖木W(wǎng)絡(luò)資源規(guī)模、種類、關(guān)系復(fù)雜，要對(duì)這樣的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行適應(yīng)或更新它們的位置、速度，必然需要消耗大量的時(shí)間，否則算法邏輯無(wú)法運(yùn)作，因此如何降低這兩個(gè)步驟的耗時(shí)，是優(yōu)化算法性能的主要方向。同時(shí)在準(zhǔn)確性上來(lái)說(shuō)，與準(zhǔn)確性指標(biāo)對(duì)應(yīng)的步驟為“位置、速度更新”、“終止條件判斷”，根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，在“位置、速度更新”中算法準(zhǔn)確性達(dá)到了99%，基本符合標(biāo)準(zhǔn)，但“終止條件判斷”步驟的準(zhǔn)確性只有97%，不符合標(biāo)準(zhǔn)，原因在于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)資源可能導(dǎo)致算法計(jì)算失常，因此出現(xiàn)部分準(zhǔn)確不足的計(jì)算結(jié)果，這也是算法性能需要得到改進(jìn)的地方。

表1：融入了智能信息處理技術(shù)子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算系統(tǒng)性能統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2 智能信息處理技術(shù)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通過(guò)建立網(wǎng)絡(luò)計(jì)算主系統(tǒng)，在該系統(tǒng)基礎(chǔ)上先介紹智能信息處理技術(shù)的基本原理，后進(jìn)行子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，再分析子系統(tǒng)對(duì)主系統(tǒng)的幫助。

2.1 智能信息處理技術(shù)基本原理

智能信息處理技術(shù)的核心為“人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，即該項(xiàng)技術(shù)運(yùn)作流程、邏輯是模擬人神經(jīng)系統(tǒng)得出的，因此與人的思維方式高度相似，在運(yùn)作當(dāng)中可以對(duì)信息、數(shù)據(jù)的特征進(jìn)行分析、提取，由此完成信息或數(shù)據(jù)分類，再根據(jù)最終目的對(duì)分類后的信息或數(shù)據(jù)進(jìn)行排列，形成智能邏輯網(wǎng)絡(luò)（即人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)），在該網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)信息或數(shù)據(jù)都是一個(gè)節(jié)點(diǎn)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間存在聯(lián)系，且聯(lián)系關(guān)系中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的聯(lián)系方向、關(guān)聯(lián)度都有不同，這樣就能準(zhǔn)確的劃分出信息或數(shù)據(jù)的層次，得出優(yōu)先級(jí)，最后生產(chǎn)輸出結(jié)果，輸出結(jié)果可以為其他領(lǐng)域提供判斷幫助[2]。

2.2 子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)智能信息處理技術(shù)原理進(jìn)行子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以將智能信息處理技術(shù)子系統(tǒng)放置在網(wǎng)絡(luò)資源與主系統(tǒng)之間，因此網(wǎng)絡(luò)資源不會(huì)被直接導(dǎo)入主系統(tǒng)接收粒子群算法計(jì)算，而是先被智能信息處理技術(shù)進(jìn)行處理，處理中或提取網(wǎng)絡(luò)資源的特征，并將各個(gè)資源根據(jù)關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果聯(lián)系起來(lái)，最后實(shí)現(xiàn)資源分類，這些處理結(jié)果會(huì)全部導(dǎo)入主系統(tǒng)中。

2.3 子系統(tǒng)對(duì)主系統(tǒng)的幫助

采用相同方法對(duì)融入了智能信息處理技術(shù)子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算系統(tǒng)性能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，具體見(jiàn)表1。

通過(guò)表1 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，在智能信息處理技術(shù)子系統(tǒng)融入的條件下，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算系統(tǒng)的計(jì)算總耗時(shí)為29s，對(duì)比與主系統(tǒng)直接運(yùn)作的計(jì)算總耗時(shí)，該數(shù)據(jù)體現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)在“粒子群初始化同時(shí)計(jì)算適應(yīng)”、“位置、速度更新”兩個(gè)步驟上，因?yàn)橹悄苄畔⑻幚砑夹g(shù)的融入使得兩個(gè)步驟的耗時(shí)大幅減少，所以該項(xiàng)技術(shù)具有較高的應(yīng)用價(jià)值，而在準(zhǔn)確性上“位置、速度更新”、“終止條件判斷”兩個(gè)步驟也得到了提升，全部達(dá)到了100%水平，可以在智能信息處理技術(shù)影響下，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的性能能夠得到大幅優(yōu)化[3]。

3 智能信息處理技術(shù)子系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)形式上的信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)只代表子系統(tǒng)與主系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)，并不代表兩者可以直接連接，且子系統(tǒng)具備完整的運(yùn)作邏輯，因此為了在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中讓兩者連接在一起，同時(shí)保障子系統(tǒng)滿足主系統(tǒng)計(jì)算需求，需要對(duì)子系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行設(shè)計(jì)。內(nèi)部設(shè)計(jì)步驟包括：邏輯算法確立、應(yīng)用形式選擇、軟件設(shè)計(jì)，各步驟具應(yīng)滿足相關(guān)要求。

3.1 邏輯算法確立

智能信息處理技術(shù)雖然是作為子系統(tǒng)為主系統(tǒng)提供服務(wù)，但其在整個(gè)系統(tǒng)中具有獨(dú)立性，因此要具備自主邏輯，要根據(jù)智能邏輯實(shí)現(xiàn)原理來(lái)確立邏輯算法。對(duì)此參照相關(guān)研究可知，實(shí)現(xiàn)智能邏輯的常見(jiàn)算法為“遺傳算法”。遺傳算法（Genetic Algorithm，GA）是一種通用性算法，適用于各種問(wèn)題當(dāng)中，因此可以作為智能信息處理技術(shù)的邏輯支撐算法，該算法原理為：采用編碼方法將問(wèn)題代入到算法的可搜索空間當(dāng)中，生成一個(gè)“父代群體”，再?gòu)母复后w中選擇算子進(jìn)行計(jì)算，確認(rèn)父代群體中的個(gè)體能產(chǎn)生多少個(gè)子代個(gè)體，同時(shí)確認(rèn)父代群體個(gè)體重組與交叉?zhèn)€體，隨后進(jìn)行遺傳，這樣可以讓父代群體以遺傳的方式不斷優(yōu)化，直至其滿足實(shí)際需求，在這個(gè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)父代群體優(yōu)化的邏輯為適應(yīng)函數(shù)，其主要由目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)換而來(lái)，如果計(jì)算結(jié)果滿足適應(yīng)函數(shù)，則說(shuō)明父代群體得到了優(yōu)化，否則說(shuō)明計(jì)算結(jié)果中所帶入的算子適應(yīng)性不高，不能實(shí)現(xiàn)優(yōu)化作用[4]。

根據(jù)遺傳算法的基本原理，可以通過(guò)三個(gè)步驟利用該算法來(lái)確立智能信息處理技術(shù)邏輯，具體如下：3.1.1 步驟一，編碼方式選擇

根據(jù)相關(guān)研究可知，遺傳算法中常見(jiàn)的編碼方式包括：二進(jìn)制編碼、格雷碼編碼、浮點(diǎn)數(shù)編碼、各參數(shù)級(jí)編碼等，這些編碼方式各有優(yōu)劣，需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行選擇。這一條件下，以網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的高效率、高準(zhǔn)確性為目的，將選擇二進(jìn)制編碼作為編碼方式，二進(jìn)制編碼具有較高的搜索能力，符合積木編碼原則，且能夠保障編碼結(jié)果的準(zhǔn)確性，而該編碼方式的缺陷在于面對(duì)連續(xù)函數(shù)離散化現(xiàn)象會(huì)出現(xiàn)映射誤差，難以反應(yīng)問(wèn)題本質(zhì)，但這一問(wèn)題在智能信息處理技術(shù)的功能影響下可以被消除，因此不會(huì)造成負(fù)面干擾。

3.1.2 步驟二，算子選擇

算子選擇是遺傳算法操作的關(guān)鍵步驟，一般采用隨機(jī)競(jìng)爭(zhēng)、無(wú)回訪隨機(jī)選擇、最佳保留選擇機(jī)制來(lái)完成操作，這些選擇機(jī)制也有差別，其中最符合網(wǎng)絡(luò)計(jì)算高效率、高準(zhǔn)確性的機(jī)制為最佳保留機(jī)制，因此將采用該機(jī)制來(lái)完成算子選擇。最佳保留選擇機(jī)制下，算子選擇需要根據(jù)適應(yīng)函數(shù)才能做出判斷，在每個(gè)父代群體或子代群體當(dāng)中，只選擇與適應(yīng)函數(shù)匹配度最高的算則。

3.1.3 步驟三，適應(yīng)函數(shù)生成

適應(yīng)函數(shù)來(lái)源于目標(biāo)函數(shù)，需要采用計(jì)算方法對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因此公式（1）給出了目標(biāo)函數(shù)向適應(yīng)函數(shù)轉(zhuǎn)換的方法[5]。

F'=aF+b （1）

公式（1）為線性尺度轉(zhuǎn)換方法，其中F 代表了適應(yīng)函數(shù)；aF+b 代表了目標(biāo)函數(shù)。

通過(guò)以上步驟可確立智能信息處理技術(shù)的運(yùn)作邏輯，即以適應(yīng)函數(shù)為基準(zhǔn)，不斷對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行計(jì)算，提煉出每個(gè)父代群體中的最佳算子，促使網(wǎng)絡(luò)資源所代表的父代群體向下一代優(yōu)化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源效率、準(zhǔn)確性提升目的。利用遺傳算法能夠有效提高智能信息處理技術(shù)的處理能力，對(duì)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算有益幫助。

3.2 應(yīng)用形式選擇

在智能信息處理技術(shù)的邏輯明確后，就要對(duì)技術(shù)所代表的子系統(tǒng)進(jìn)行功能設(shè)計(jì)，這里就要做好應(yīng)用形式選擇工作，一般來(lái)說(shuō)在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算中智能信息處理技術(shù)至少要具備兩種應(yīng)用形式，分別為大數(shù)據(jù)應(yīng)用、信息融合應(yīng)用，各形式內(nèi)容見(jiàn)下文。

3.2.1 大數(shù)據(jù)應(yīng)用

大數(shù)據(jù)是一種“數(shù)據(jù)規(guī)?！钡母拍睿堑湫偷摹傲孔円鹳|(zhì)變”的表現(xiàn)，而網(wǎng)絡(luò)計(jì)算中的網(wǎng)絡(luò)資源就符合大數(shù)據(jù)特征，因此智能信息處理技術(shù)需要具備大數(shù)據(jù)應(yīng)用形式。大數(shù)據(jù)應(yīng)用形式的實(shí)現(xiàn)主要可以采用云計(jì)算模式來(lái)搜集大數(shù)據(jù)信息，再結(jié)合以上提到的粒子群算法就能夠有效對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使其能夠被應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)資源管理中。

3.2.2 信息融合應(yīng)用

因?yàn)樵诰W(wǎng)絡(luò)計(jì)算當(dāng)中所遇到的問(wèn)題一般都涉及到很多信息或數(shù)據(jù)，所以單純的對(duì)某個(gè)信息或數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，是很難了解問(wèn)題本質(zhì)的，這也會(huì)導(dǎo)致子系統(tǒng)二進(jìn)制編碼方式的缺陷暴露。這一條件下，智能信息處理技術(shù)就要具備信息融合應(yīng)用，能夠針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，將與問(wèn)題有關(guān)的信息整合、融合，在一個(gè)有限的范圍內(nèi)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行全面分析，此舉可以讓網(wǎng)絡(luò)計(jì)算更加完整、準(zhǔn)確，這樣子系統(tǒng)與主系統(tǒng)才具備連接的基礎(chǔ)。

3.2.3 軟件設(shè)計(jì)

通過(guò)以上兩個(gè)步驟可子系統(tǒng)與主系統(tǒng)可以相互連接，但要將兩者整合在一起還需要進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。首先考慮到網(wǎng)絡(luò)計(jì)算是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中開(kāi)展的，因此要選擇網(wǎng)絡(luò)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)與工具，對(duì)此文中選擇了開(kāi)放式平臺(tái)與Java 工具，開(kāi)放式平臺(tái)能夠?yàn)檎w系統(tǒng)提供良好的環(huán)境，其中算法邏輯與技術(shù)功能都可以被該平臺(tái)承載，而Java能夠盡可能簡(jiǎn)便的開(kāi)發(fā)出功能軟件，支撐系統(tǒng)運(yùn)作，說(shuō)明開(kāi)放式平臺(tái)及Java 適用性良好，可以被使用。其次開(kāi)發(fā)中采用局域網(wǎng)通信協(xié)議TCP/IP 進(jìn)行設(shè)計(jì)，使子系統(tǒng)與主系統(tǒng)之間產(chǎn)生通信聯(lián)系，由此讓兩者連接在一起。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，本文對(duì)智能信息處理技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，得出了網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型、智能信息處理技術(shù)子系統(tǒng)模型，通過(guò)兩個(gè)模型的拓?fù)涓拍钊诤峡芍谧酉到y(tǒng)模型與主系統(tǒng)模型融合的情況下，智能信息處理技術(shù)能夠讓網(wǎng)絡(luò)計(jì)算更加完整，計(jì)算效率與結(jié)果準(zhǔn)確性有明顯提升，說(shuō)明該項(xiàng)技術(shù)具有較高應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)主系統(tǒng)與子系統(tǒng)的連接，對(duì)子系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行了設(shè)計(jì)，促使兩者完美連接，起到利用智能信息處理技術(shù)支撐網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的作用。