計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化計算中遺傳算法的應(yīng)用優(yōu)勢

苗蕤++屈展

摘 要

所謂計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性其實就是指計算機網(wǎng)絡(luò)的可用性，也就是具備計算機網(wǎng)絡(luò)各用戶間互相連通能力的強弱。優(yōu)化計算計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性是目前業(yè)界所關(guān)注的熱點話題。與傳統(tǒng)算法相比較，遺傳算法優(yōu)點更多，不僅算法的結(jié)構(gòu)比較簡單、便于求解以及搜索高效，在進行全局計算的時候還可獲得最優(yōu)的近似。遺傳算法具有較好的實用性、簡易的算法結(jié)構(gòu)以及較快的求解速度能夠求出近似值的最優(yōu)解，在解決網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化計算問題上有著明顯的優(yōu)勢。

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)可靠性 優(yōu)化計算 遺傳算法

計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性也就是計算機網(wǎng)絡(luò)的可用性，通過遺傳算法，解決網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化計算過程中的核心問題，能夠提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。下面就來探討一下計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化計算中遺傳算法的應(yīng)用優(yōu)勢。

1 計算機網(wǎng)絡(luò)中可靠性優(yōu)化和遺傳算法的概念介紹

1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化

計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化是具有重要意義的一個環(huán)節(jié)，網(wǎng)絡(luò)是否具有可靠性是計算機網(wǎng)絡(luò)信息傳輸是否能得到保障的前提，而計算機網(wǎng)絡(luò)往往又具有許多重要的特性，比如在生存性方面和抗破壞性方面尤其顯得非常突出。計算機網(wǎng)絡(luò)中的這些特性，給我們優(yōu)化計算機的可靠性提供了方向，因為這些特性能夠適應(yīng)各種不同的模式，使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在工作時的有效性得到了保證。計算機所處的溫濕度、輻射以及維修等對計算機網(wǎng)絡(luò)通信和聯(lián)網(wǎng)設(shè)備工作會產(chǎn)生影響，但在以下分析中假定網(wǎng)絡(luò)處于理想狀態(tài)，不受上述條件影響。

計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性類型有：2終端可靠性、Y終端以及全終端可靠性這三種類型。

1.2 遺傳算法含義

遺傳算法廣泛應(yīng)用于計算機各個領(lǐng)域，它的基本原理是根據(jù)生物學(xué)上的遺傳知識和自然選擇規(guī)律為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。將數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸方式和過程進行模擬，然后根據(jù)生物學(xué)上基因遺傳信息的傳遞方法，在經(jīng)過群體搜索和個體之間互相交換信息，將網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息切割成各種不同的數(shù)據(jù)塊，再在達到網(wǎng)絡(luò)地終端時按照一定的規(guī)律進行組合起來，最后就構(gòu)造出滿足在網(wǎng)絡(luò)中進行傳輸?shù)貎?yōu)化信息搜索功能。此搜索功能不僅能夠達到在網(wǎng)絡(luò)中優(yōu)化全局信息地要求，而且該方法在操作上比較簡單和便捷，所具備的通信全局性較好，且所具備的優(yōu)勢以及功能較為明顯，可有效解決在傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中遇到的封裝問題。遺傳算法主要是由以下幾個部分所構(gòu)成，即進化運算、基因表達、基因適值、遺傳運算以及初始種群這五個部分。

2 在計算機網(wǎng)絡(luò)可靠優(yōu)化計算中遺傳算法的有效應(yīng)用

2.1 問題假設(shè)

在計算機網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)的分析和信息的運算是在經(jīng)過多節(jié)點情況下，采用多通道的傳輸方式來控制的。而通道中都是單一性數(shù)據(jù)來聯(lián)系的，此時需通過數(shù)學(xué)模型的建立來描述系統(tǒng)中的單一性。網(wǎng)絡(luò)傳輸通道是否具有穩(wěn)定性，將對到節(jié)點之間的數(shù)據(jù)起到關(guān)鍵性的作用，直接決定數(shù)據(jù)是否能得到可靠地傳輸。

2.2 計算問題的數(shù)學(xué)模型

關(guān)于計算機網(wǎng)絡(luò)信息通信的傳輸可以建立下面的數(shù)學(xué)模型來進行說明和分析，下面是一個網(wǎng)絡(luò)矩陣，通過這個矩陣來對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)亟橘|(zhì)實現(xiàn)公式化的研究。

如公式（1）所示：C0可代表的含義是：一個傳輸介質(zhì)的矩陣，而評估鏈路介質(zhì)間成本的關(guān)系，看是否存在某種聯(lián)系，則用j（1≤j≤n），這個鏈路是指矩陣中包含的鏈路。

在計算機網(wǎng)絡(luò)通信中，可使用下面的數(shù)學(xué)公式表示信道鏈路介質(zhì)在傳輸數(shù)據(jù)時的衡量值：

在上述公式（2）和（3）中，N代表的含義是：計算機網(wǎng)絡(luò)地節(jié)點個數(shù)，C代表的含義是：通信信道中信息傳輸成本，α和β代表的含義是節(jié)點的可靠性約束常數(shù)，Diaji指的是i與j節(jié)點間的介質(zhì)數(shù)，是代表最優(yōu)的邏輯鏈路。當(dāng)gij的值為0時，表示i與j節(jié)點之間沒有直連地鏈路；當(dāng)gij的值為1時，表示i與j節(jié)點之間有直連地鏈路。

根據(jù)上述的公式，很容易就可以推算出計算介質(zhì)可靠性地具體公式如公式（4）所示。

在上述該公式（4）中，R0代表的是網(wǎng)絡(luò)的可靠性矩陣。當(dāng)計算機的整個網(wǎng)絡(luò)處在一種可用狀態(tài)，即網(wǎng)絡(luò)中計算機均可相互連通，基于這種條件下，網(wǎng)絡(luò)中的每一個節(jié)點就可構(gòu)成為一種相對應(yīng)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可在一定程度上使網(wǎng)絡(luò)正常工作得到相應(yīng)的保障。

2.3 遺傳算法優(yōu)化的過程

首先進行數(shù)學(xué)建模優(yōu)化，采用遺傳算法按照順序服務(wù)的原則，用排隊模型處理，可以簡化計算機網(wǎng)絡(luò)中的通信問題和節(jié)點儲存問題。優(yōu)化可靠性的計算，包括選擇分配容量和路由的復(fù)雜非線性方程。在求最優(yōu)解時，遺傳算法的運算過程可以表示為如下流程：begin→（0→t）—初始化p→評估p→While不滿足終止條件→begin→重組p，獲得c→評估c→從p和c中選擇p→（t+1→t）end。在考慮到約束條件比較多情況下，尋優(yōu)問題要想使解決變得容易，遺傳算法是最佳選擇之一。針對算法的設(shè)計和優(yōu)化，選擇使用遺傳算法來作為尋優(yōu)設(shè)計的核心算法，這樣就可以比較容易的得到很好的近似值，起到了很好的優(yōu)化作用。

3 結(jié)束語

隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛躍式發(fā)展，各行業(yè)對信息傳遞過程中的安全性和可靠性也有了更高的標(biāo)準和要求。尤其是在對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)具有極強的依賴性行業(yè)，迫切需要提高其信息的安全性、網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定可靠性。為了使計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性得到保證，需要在優(yōu)化計算機包括安全性在內(nèi)的綜合性能的同時，探索出節(jié)約或者是降低網(wǎng)絡(luò)結(jié)點鏈路成本的新技術(shù)新方法。通過以上的研究和探討，可以發(fā)現(xiàn)，將遺傳算法應(yīng)用到計算機網(wǎng)絡(luò)可靠優(yōu)化的計算中來，不僅可以大大提高計算速度，還能有效優(yōu)化計算效果提升操作性能。

參考文獻

[1]王洪麗.計算機通信網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計技術(shù)研究[J].信息技術(shù)與信息化，2014（06）：98-99.

[2]袁宏偉.基于遺傳算法的計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化計算[J].計算機光盤軟件與應(yīng)用，2012（23）：6-8.

作者簡介

苗蕤（1983-），男，河南省許昌市人。工學(xué)雙學(xué)士學(xué)位。現(xiàn)為甘肅廣播電視大學(xué)工程師。主要研究方向為計算機應(yīng)用技術(shù)、數(shù)字圖像處理、計算機網(wǎng)絡(luò)安全。

屈展（1981-），男，黑龍江省拜泉縣人。碩士研究生學(xué)歷。現(xiàn)為甘肅廣播電視大學(xué)講師。研究方向為智能交通系統(tǒng)、智能控制、算法分析。

作者單位

甘肅廣播電視大學(xué) 甘肅省蘭州市 730030