單位根和協(xié)整及其結(jié)構(gòu)突變的理論與應(yīng)用研究 工商管理專業(yè)

單位根和協(xié)整及其結(jié)構(gòu)突變的理論與應(yīng)用研究摘要論文的摘要是對(duì)論文研究?jī)?nèi)容和成果的高度概括。摘要應(yīng)對(duì)論文所研究的問題及其研究目的進(jìn)行描述，對(duì)研究方法和過程進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，對(duì)研究成果和所得結(jié)論進(jìn)行概括。摘要應(yīng)具有獨(dú)立性和自明性，其內(nèi)容應(yīng)包含與論文全文同等量的主要信息。使讀者即使不閱讀全文，通過摘要就能了解論文的總體內(nèi)容和主要成果。論文摘要的書寫應(yīng)力求精確、簡(jiǎn)明。切忌寫成對(duì)論文書寫內(nèi)容進(jìn)行提要的形式，尤其要避免“第1章……；第2章……；……”這種或類似的陳述方式。關(guān)鍵詞是為了文獻(xiàn)標(biāo)引工作、用以表示全文主要內(nèi)容信息的單詞或術(shù)語。關(guān)鍵詞不超過5個(gè)，每個(gè)關(guān)鍵詞中間用分號(hào)分隔。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞1；關(guān)鍵詞2；關(guān)鍵詞3；關(guān)鍵詞4；關(guān)鍵詞5AbstractAnabstractofadissertationisasummaryandextractionofresearchworkandcontributions.Includedinanabstractshouldbedescriptionofresearchtopicandresearchobjective,briefintroductiontomethodologyandresearchprocess,andsummarizationofconclusionandcontributionsoftheresearch.Anabstractshouldbecharacterizedbyindependenceandclarityandcarryidenticalinformationwiththedissertation.Itshouldbesuchthatthegeneralideaandmajorcontributionsofthedissertationareconveyedwithoutreadingthedissertation.Anabstractshouldbeconciseandtothepoint.Itisamisunderstandingtomakeanabstractanoutlineofthedissertationandwords“thefirstchapter”,“thesecondchapter”andthelikeshouldbeavoidedintheabstract.Keywordsaretermsusedinadissertationforindexing,reflectingcoreinformationofthedissertation.Anabstractmaycontainamaximumof5keywords,withsemi-colonsusedinbetweentoseparateoneanother.Keywords:keyword1;keyword2;keyword3;keyword4;keyword5目錄第1章引言 11.1對(duì)等網(wǎng)絡(luò)概述 21.1.1P2P簡(jiǎn)單發(fā)展歷史回顧 31.1.2P2P研究的關(guān)鍵問題 41.2對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的搜索技術(shù) 51.2.1P2P搜索算法的分類和當(dāng)前進(jìn)展情況 51.2.2研究P2P中高效率、功能多樣化的搜索算法之必要性 61.2.3P2P中信息搜索的困難和挑戰(zhàn) 71.3本文研究的主要內(nèi)容和主要貢獻(xiàn) 81.3.1研究什么和不研究什么 81.3.2各章內(nèi)容簡(jiǎn)介 101.3.3本文的主要貢獻(xiàn) 12第2章相關(guān)工作 132.1對(duì)等網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施 132.1.1非結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)與非收斂性路由 132.1.2結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)與收斂性路由 142.1.3P2P系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存放策略 162.2傳統(tǒng)集中式環(huán)境中的信息搜索 182.2.1信息索引技術(shù) 182.2.2結(jié)果緩存技術(shù) 202.2.3相關(guān)性評(píng)估技術(shù) 222.3對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的信息搜索 232.3.1寬松約束的搜索 232.3.1嚴(yán)格約束的搜索 252.3.3面向語義的信息搜索 262.4本章小結(jié) 28第3章對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中寬松約束的一般性搜索的理論模型 293.1本章引論 293.2模型基本假設(shè) 303.2.1無偏向性搜索 303.2.2結(jié)點(diǎn)特性 313.2.3短時(shí)穩(wěn)態(tài)性 323.2.4模型假設(shè)的總體敘述 333.3寬松約束的一般性搜索性能理論模型 343.3.1單次搜索的帶寬開銷以及系統(tǒng)總帶寬開銷 343.3.2索引分布與搜索開銷的關(guān)系 353.3.3索引分布與索引維護(hù)開銷的關(guān)系 363.3.4搜索總帶寬開銷和搜索效率的計(jì)算公式 373.3.5模型總體敘述 383.4模型求解及搜索性能優(yōu)化 383.4.1最小化結(jié)點(diǎn)的帶寬開銷 383.4.2在帶寬約束下最優(yōu)化搜索效率 393.4.3模型中的參數(shù)測(cè)定 403.5模型結(jié)論和意義 403.6相關(guān)問題討論 423.6.1模型的適用性 423.6.2與相關(guān)工作的比較 433.7本章小結(jié) 44第4章近似最優(yōu)性能的寬松約束搜索算法 454.1本章引論 454.2分級(jí)組管理（HierarchicalGroupManagement,HGM） 464.2.1HGM中的分級(jí)量化機(jī)制 464.4.2HGM的體系結(jié)構(gòu) 474.2.3HGM中的逐級(jí)擴(kuò)展搜索算法 484.2.4局域性原則（PrincipleofLocality） 494.2.5在結(jié)構(gòu)化P2P上構(gòu)建HGM的方法 514.3基于Pastry路由基礎(chǔ)設(shè)施的分級(jí)組管理 524.3.1Pastry上的HGM結(jié)點(diǎn)分組結(jié)構(gòu) 524.3.2基于Pastry路由的逐級(jí)擴(kuò)展和組內(nèi)局域性消息廣播 534.3.3索引的維護(hù)與更新 554.4基于SkipNet路由基礎(chǔ)設(shè)施的分級(jí)組管理 584.4.1SkipNet上的HGM結(jié)點(diǎn)分組結(jié)構(gòu) 584.4.2基于SkipNet路由的逐級(jí)擴(kuò)展和組內(nèi)局域性消息廣播 624.4.3索引的維護(hù)與更新 664.5相關(guān)問題討論 674.5.1容錯(cuò)問題 674.5.2索引更新操作的時(shí)間 684.6本章小結(jié) 68第5章對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中嚴(yán)格約束的區(qū)域搜索算法 695.1本章引論 695.2基于自然屬性值匹配的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及區(qū)域搜索 705.3無中心的資源管理基礎(chǔ)設(shè)施（DRMI） 715.3.1結(jié)點(diǎn)組的資源元數(shù)據(jù)信息 715.3.2資源元數(shù)據(jù)表（ResourceMetadataTable，RMT） 725.3.3RMT的動(dòng)態(tài)維護(hù) 745.4基于DRMI的資源管理與負(fù)載平衡算法 755.4.1監(jiān)測(cè)任意結(jié)點(diǎn)組的資源信息 755.4.2DRMI上的漸次決策方法 765.4.3利用DRMI實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的自然屬性值匹配 785.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 795.5.1資源信息監(jiān)測(cè)的效率和正確性 795.5.2負(fù)載遷移算法 805.6相關(guān)工作 815.7本章小結(jié) 82第6章結(jié)論 836.1研究總結(jié) 836.2需進(jìn)一步開展的工作 84參考文獻(xiàn) 87致謝 91聲明 92附錄A資源元數(shù)據(jù)表 93個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果 99主要符號(hào)對(duì)照表PI 聚酰亞胺MPI 聚酰亞胺模型化合物，N-苯基鄰苯酰亞胺PBI 聚苯并咪唑MPBI 聚苯并咪唑模型化合物，N-苯基苯并咪唑PY 聚吡嚨PMDA-BDA 均苯四酸二酐與聯(lián)苯四胺合成的聚吡嚨薄膜MPY 聚吡嚨模型化合物As-PPT 聚苯基不對(duì)稱三嗪MAsPPT 聚苯基不對(duì)稱三嗪?jiǎn)文Ｐ突衔铮?,5,6-三苯基-1,2,4-三嗪DMAsPPT 聚苯基不對(duì)稱三嗪雙模型化合物(水解實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ突衔?S-PPT 聚苯基對(duì)稱三嗪MSPPT 聚苯基對(duì)稱三嗪模型化合物，2,4,6-三苯基-1,3,5-三嗪PPQ 聚苯基喹噁啉MPPQ 聚苯基喹噁啉模型化合物，3,4-二苯基苯并二嗪HMPI 聚酰亞胺模型化合物的質(zhì)子化產(chǎn)物HMPY 聚吡嚨模型化合物的質(zhì)子化產(chǎn)物HMPBI 聚苯并咪唑模型化合物的質(zhì)子化產(chǎn)物HMAsPPT 聚苯基不對(duì)稱三嗪模型化合物的質(zhì)子化產(chǎn)物HMSPPT 聚苯基對(duì)稱三嗪模型化合物的質(zhì)子化產(chǎn)物HMPPQ 聚苯基喹噁啉模型化合物的質(zhì)子化產(chǎn)物PDT 熱分解溫度HPLC 高效液相色譜(HighPerformanceLiquidChromatography)HPCE 高效毛細(xì)管電泳色譜(HighPerformanceCapillarylectrophoresis)LC-MS 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(Liquidchromatography-MassSpectrum)TIC 總離子濃度(TotalIonContent)abinitio 基于第一原理的量子化學(xué)計(jì)算方法，常稱從頭算法DFT 密度泛函理論(DensityFunctionalTheory)Ea 化學(xué)反應(yīng)的活化能(ActivationEnergy)ZPE 零點(diǎn)振動(dòng)能(ZeroVibrationEnergy)PES 勢(shì)能面(PotentialEnergySurface)TS 過渡態(tài)(TransitionState)TST 過渡態(tài)理論(TransitionStateTheory) 活化自由能(ActivationFreeEnergy) 傳輸系數(shù)(TransmissionCoefficient)IRC 內(nèi)稟反應(yīng)坐標(biāo)(IntrinsicReactionCoordinates)i 虛頻(ImaginaryFrequency)ONIOM 分層算法(OurownN-layeredIntegratedmolecularOrbitalandmolecularMechanics)SCF 自洽場(chǎng)(Self-ConsistentField)SCRF 自洽反應(yīng)場(chǎng)(Self-ConsistentReactionField)第3章對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中寬松約束的一般性搜索的理論模型3.1本章引論本章為P2P中寬松約束的一般性搜索建立理論模型，以研究此類搜索的效率和帶寬開銷。根據(jù)本章的理論模型可以很好地測(cè)算出各種條件下及不同應(yīng)用中的P2P搜索效率和帶寬開銷，為P2P中寬松約束搜索的研究建立了基礎(chǔ)。通過模型求解可以得到搜索所需的瓶頸資源（即結(jié)點(diǎn)帶寬）的理論下限，并可算出不同系統(tǒng)參數(shù)下最優(yōu)的搜索性能以及達(dá)到此性能時(shí)的最優(yōu)數(shù)據(jù)索引分布，從而為P2P系統(tǒng)搜索算法的設(shè)計(jì)、性能優(yōu)化、性能比較以及可行性分析提供了一般性方法。后面第四章提出的近似最優(yōu)的實(shí)用搜索算法就是直接應(yīng)用本章模型和結(jié)論而設(shè)計(jì)的。腳注處序號(hào)腳注處序號(hào)“①，……，⑩”的字體是“正文”，不是“上標(biāo)”，序號(hào)與腳注內(nèi)容文字之間空半個(gè)漢字符，腳注的段落格式為：?jiǎn)伪缎芯?，段前?磅，段后空0磅，懸掛縮進(jìn)1.5字符；字號(hào)為小五號(hào)字，漢字用宋體，外文用TimesNewRoman體。從第2章討論可知，寬松約束搜索的用途非常廣泛，是廣域網(wǎng)上多服務(wù)器系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能和服務(wù)。為了明確起見，這里重述一下定義：所謂“寬松約束”是指搜索不要求返回全部符合條件的結(jié)果，而只要返回一個(gè)或若干個(gè)（根據(jù)用戶要求而定）即可；所謂“一般性搜索”是指搜索算法必須是普適的，具體來說就是搜索條件任意和數(shù)據(jù)存放位置任意。目前尚不能很好地解決此類搜索問題，主要面臨的問題是算法網(wǎng)絡(luò)通信量過大，很容易超過結(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)的承受能力，造成嚴(yán)重的帶寬開銷和系統(tǒng)不可擴(kuò)展（non-scalable）的問題。現(xiàn)有算法中，結(jié)構(gòu)化P2P中精確匹配數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù)定位算法無法支持各種非精確匹配的搜索（如子串匹配的搜索）。Gnutella等非結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)依靠消息轉(zhuǎn)發(fā)的隨機(jī)搜索方法雖然符合一般性搜索的要求，但是存在嚴(yán)重的性能問題。由于P2P巨大的結(jié)點(diǎn)數(shù)和數(shù)據(jù)量，不加優(yōu)化的隨機(jī)搜索面臨“大海撈針”的困境，搜索消息通常要游歷很多無關(guān)結(jié)點(diǎn)并產(chǎn)生大量冗余消息之后才能找到數(shù)據(jù)。因此，不論使用消息洪泛[2]或是性能稍好的隨機(jī)走步[45]，普遍認(rèn)為Gnutella式的隨機(jī)搜索算法不具可擴(kuò)展性[47]，當(dāng)結(jié)點(diǎn)較多時(shí)帶寬約束將造成非常嚴(yán)重的系統(tǒng)瓶頸。帶寬約束正是制約此類P2P搜索的最大問題。為了解決通信量過大的問題，人們嘗試了很多優(yōu)化措施來改進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施和搜索算法的各個(gè)方面，包括使用冗余更少和通信方面更“溫和”的消息轉(zhuǎn)發(fā)算法、采用混合結(jié)構(gòu)、使用超級(jí)結(jié)點(diǎn)的偏向性搜索、擴(kuò)散數(shù)據(jù)索引和緩存搜索結(jié)果等等[42-54,106]。其中最為重要的手段就是主動(dòng)擴(kuò)散數(shù)據(jù)索引，即結(jié)點(diǎn)不只存儲(chǔ)自身數(shù)據(jù)，同時(shí)緩存其他結(jié)點(diǎn)所存數(shù)據(jù)的索引（參見2.3.1節(jié)）。由于數(shù)據(jù)的分布是任意的，搜索不可避免地帶有盲目性，平均搜索跳數(shù)總是依賴于“知道”目標(biāo)數(shù)據(jù)的結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)而難于進(jìn)一步提高（詳見3.2節(jié)的分析）。因此在一般性搜索問題中，通過擴(kuò)散索引來增加數(shù)據(jù)知名度的方法成為本質(zhì)上的解決途徑。然而索引擴(kuò)散并不總是有效率的，它也會(huì)帶來帶寬開銷。一方面，擴(kuò)散更多的索引可以使搜索更快地返回，減少了搜索帶寬開銷；另一方面，由于P2P中結(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)處于不斷動(dòng)態(tài)變化之中，當(dāng)數(shù)據(jù)失效或更新時(shí)（如結(jié)點(diǎn)離線、刪除或更新數(shù)據(jù)），數(shù)據(jù)的索引也相應(yīng)失效，必須加以更新維護(hù)。因此，擴(kuò)散更多的索引意味著維護(hù)開銷的增加。于是在帶寬開銷方面，搜索開銷與索引維護(hù)開銷之間存在著折衷關(guān)系（trade-off）。與以往工作中僅考慮搜索開銷不同，本章的模型中我們同時(shí)考慮搜索和維護(hù)兩方面，給出了索引擴(kuò)散方法對(duì)搜索整體性能的影響和數(shù)學(xué)關(guān)系。通過模型我們發(fā)現(xiàn)索引數(shù)量是決定寬松約束一般性搜索性能的至關(guān)重要的因素，采用最優(yōu)索引分布可以很大程度上提高性能，降低系統(tǒng)開銷。與一般認(rèn)為的P2P無偏向性搜索難于擴(kuò)展（non-scalable）恰恰相反，模型顯示在最優(yōu)的索引擴(kuò)散策略下，基于無偏向性搜索具備很好的可擴(kuò)展性，其結(jié)點(diǎn)負(fù)載和帶寬開銷隨系統(tǒng)規(guī)模N（結(jié)點(diǎn)數(shù)）增長(zhǎng)具有O（）的增長(zhǎng)關(guān)系。這種平方根關(guān)系保證了對(duì)大規(guī)模P2P系統(tǒng)很好的適應(yīng)性。本章剩余部分按照如下方式組織：3.2節(jié)給出模型假設(shè)；3.3節(jié)推導(dǎo)出帶寬開銷和搜索效率的計(jì)算公式，給出性能模型；3.4節(jié)通過優(yōu)化索引分布得到了理論最優(yōu)的寬松約束搜索，證明了對(duì)可擴(kuò)展性具有重要意義的“平方根關(guān)系”；3.5節(jié)對(duì)模型結(jié)論和意義進(jìn)行了總結(jié)；3.6節(jié)討論模型適應(yīng)性并和相關(guān)工作進(jìn)行了比較，最后是本章小結(jié)。3.2模型基本假設(shè)一般性搜索要解決任意可能的數(shù)據(jù)存放方式和任意的查詢條件下的搜索問題。任意可能的數(shù)據(jù)存放意味著數(shù)據(jù)與存放結(jié)點(diǎn)之間可以不存在任何相關(guān)性，因而無法利用類似興趣偏好、結(jié)點(diǎn)特性或數(shù)據(jù)存放的規(guī)則來指導(dǎo)消息轉(zhuǎn)發(fā)或優(yōu)化性能，單步搜索效率等同于盲目搜索（blindsearch）。任意的查詢條件，意味著只有獲得了完整的元數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)中用來被查詢的部分）才可以判斷出該數(shù)據(jù)是否符合查詢條件，單靠部分元數(shù)據(jù)不能解決所有可能的查詢請(qǐng)求。這樣以往針對(duì)特定搜索條件的倒排式索引（如關(guān)鍵詞倒排表等）無法發(fā)揮作用，只能使用正排式的數(shù)據(jù)索引。這樣，一般性搜索限制了可能采取的優(yōu)化措施，使搜索性能存在理論極限。雖然在特定應(yīng)用中使用的不一定是嚴(yán)格的“一般性搜索”，其數(shù)據(jù)與結(jié)點(diǎn)之間可能存在一定的相關(guān)性，并且可以借助搜索條件的特性來優(yōu)化性能，但是本章只討論最一般的情況，目的在于建立基礎(chǔ)性的模型，研究和尋找適用于絕大多數(shù)應(yīng)用的寬松約束搜索算法。針對(duì)特定搜索條件的高效搜索算法可參見第五章，利用數(shù)據(jù)和結(jié)點(diǎn)的語義相關(guān)性來優(yōu)化性能的研究參見第六章。本節(jié)針對(duì)P2P中一般性搜索的特點(diǎn)給出模型的基本假設(shè)，具體包括搜索的“無偏向性”、結(jié)點(diǎn)特性以及系統(tǒng)的短時(shí)穩(wěn)態(tài)假設(shè)。我們首先討論這三方面問題，最后給出模型假設(shè)的總體敘述。3.2.1無偏向性搜索如果P2P中所有結(jié)點(diǎn)都以相同或相近的概率接收到搜索請(qǐng)求，那么稱此搜索算法為“無偏向性搜索（unbiasedsearch）”。無偏向搜索可看作是對(duì)等網(wǎng)絡(luò)搜索的基礎(chǔ)，也是應(yīng)用最多的一種。這是由于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中單結(jié)點(diǎn)能力較弱，只有讓所有結(jié)點(diǎn)均攤巨大的總體搜索負(fù)載，才可能支撐起高強(qiáng)度的搜索算法。如果搜索消息不能近似均勻地散落在所有結(jié)點(diǎn)上，那么負(fù)載重的結(jié)點(diǎn)很容易發(fā)生過載。均衡負(fù)載的思想正是對(duì)等網(wǎng)絡(luò)存在和發(fā)展的基礎(chǔ)，即集合眾多微小的力量（大量弱結(jié)點(diǎn)）形成巨大的總體服務(wù)能力。實(shí)際應(yīng)用中，只要搜索算法在選擇鄰居結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)消息時(shí)沒有特殊的偏向性，那么就可以近似認(rèn)為是無偏向性搜索，譬如最常用的洪泛和隨機(jī)走步就是無偏向性算法。模型中我們假設(shè)搜索算法是無偏向性的。對(duì)于使用了超級(jí)結(jié)點(diǎn)的偏向性搜索，通常可認(rèn)為是將結(jié)點(diǎn)劃分為不同類別。同一類別的結(jié)點(diǎn)運(yùn)行相同的算法和協(xié)議，因此各類別內(nèi)部仍然是無偏向性搜索，符合模型假設(shè)。此時(shí)可針對(duì)每個(gè)類別的結(jié)點(diǎn)群體分別使用模型，從而得出整體算法的性能（詳見3.5節(jié)）。由于數(shù)據(jù)分布是隨機(jī)的，且結(jié)點(diǎn)收到搜索消息的概率彼此相同，因此無偏向性條件下單步搜索的成功概率不會(huì)優(yōu)于盲目搜索的性能。雖然搜索途中遇到的結(jié)點(diǎn)可帶來歷史信息并指導(dǎo)后續(xù)遍歷，但由于巨大的結(jié)點(diǎn)數(shù)和數(shù)據(jù)量以及數(shù)據(jù)隨機(jī)存放的特點(diǎn)，小量歷史信息的作用非常有限，且與特定應(yīng)用的性質(zhì)相關(guān)。因此模型中對(duì)此不作考慮，仍然以盲目搜索作為無偏向性搜索單步性能。3.2.2結(jié)點(diǎn)特性P2P中結(jié)點(diǎn)總處于不斷地動(dòng)態(tài)變化之中，隨時(shí)有結(jié)點(diǎn)加入和離開系統(tǒng)。動(dòng)態(tài)性顯著地影響系統(tǒng)性能和索引的有效性。按照P2P中通常的假設(shè)，結(jié)點(diǎn)的行為（在線或離線）獨(dú)立于其他結(jié)點(diǎn)，并且所有結(jié)點(diǎn)具有統(tǒng)一的動(dòng)態(tài)特性以及在線時(shí)間分布，這種分布一般用指數(shù)分布來刻畫。具體來說，設(shè)結(jié)點(diǎn)的平均在線服務(wù)時(shí)間（sessiontime）為Tsession，則單個(gè)結(jié)點(diǎn)在線時(shí)間長(zhǎng)度符合參數(shù)λ=1/Tsession的指數(shù)分布。由于結(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)變化彼此獨(dú)立，因此一段時(shí)間之內(nèi)發(fā)生的動(dòng)態(tài)變化次數(shù)符合泊松分布，其參數(shù)與指數(shù)分布參數(shù)一致。3.2.3短時(shí)穩(wěn)態(tài)性我們假設(shè)P2P系統(tǒng)具有短時(shí)穩(wěn)態(tài)特性，即一段不長(zhǎng)的時(shí)間中系統(tǒng)的性質(zhì)（如結(jié)點(diǎn)平均在線時(shí)間Tsession、數(shù)據(jù)總量、數(shù)據(jù)訪問頻度分布）以及系統(tǒng)規(guī)模（結(jié)點(diǎn)數(shù)N）不會(huì)發(fā)生顯著的變化。盡管長(zhǎng)時(shí)程中系統(tǒng)性質(zhì)可能會(huì)明顯變化，但是這種變化總是靠緩慢的積累而產(chǎn)生的。因此，可以用一個(gè)穩(wěn)態(tài)模型來描述P2P系統(tǒng)，而P2P系統(tǒng)的長(zhǎng)程變化可以用同一個(gè)穩(wěn)態(tài)模型的不同參數(shù)取值點(diǎn)來刻畫。3.2.4模型假設(shè)的總體敘述綜合以上三方面就得到本章理論模型的基本假設(shè)。具體而言，模型假設(shè)P2P系統(tǒng)和一般性搜索算法具有如下特點(diǎn)：一般性搜索算法對(duì)結(jié)點(diǎn)不具有偏向性，所有結(jié)點(diǎn)以相同或相近的概率收到搜索請(qǐng)求；結(jié)點(diǎn)在線時(shí)間可用獨(dú)立同分布的指數(shù)分布來描述；P2P系統(tǒng)在相對(duì)較短的時(shí)間段內(nèi)可看作是穩(wěn)態(tài)，系統(tǒng)主要參數(shù)保持不變。以上假設(shè)是針對(duì)P2P系統(tǒng)及一般性搜索的特點(diǎn)而做出的，具有廣泛的適應(yīng)性，可用來研究目前大多數(shù)P2P寬松約束搜索系統(tǒng)的性能。關(guān)于模型適應(yīng)性將在3.6.1節(jié)做進(jìn)一步討論。3.3寬松約束的一般性搜索性能理論模型本節(jié)建立無偏向性搜索的理論模型，模型統(tǒng)一解決無偏向性搜索的帶寬開銷計(jì)算、帶寬開銷的理論下限、最優(yōu)的搜索性能以及最優(yōu)索引分布。模型中用到的符號(hào)及說明參見表3.1。表3.1無偏向搜索模型的符號(hào)表符號(hào)意義及說明N結(jié)點(diǎn)總數(shù)。代表了系統(tǒng)規(guī)模M彼此不同的數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。注意數(shù)據(jù)副本不計(jì)入M中f1,f2…fM系統(tǒng)中M個(gè)彼此不同的數(shù)據(jù)q1,q2,…qM數(shù)據(jù)的訪問頻度分布向量Ci數(shù)據(jù)fi的索引個(gè)數(shù)。亦即fi的應(yīng)答結(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)INVi數(shù)據(jù)fi的索引失效率。每1秒內(nèi)失效的fi索引占全部fi索引的比例INV當(dāng)數(shù)據(jù)具有相近的更新頻度時(shí)，索引失效率用統(tǒng)一的INV表示INVmax，即所有失效率的最大值。如果不考慮數(shù)據(jù)之間更新頻度的差異，則INVmax=INVi=INVRsearch,LS搜索消息冗余數(shù)和搜索消息的比特?cái)?shù)?？坍嬎阉鞯南⑥D(zhuǎn)發(fā)開銷Rupdate,LU維護(hù)消息冗余數(shù)和維護(hù)消息的比特?cái)?shù)?？坍嬀S護(hù)索引的消息開銷BWsearch,BWmaintain系統(tǒng)中搜索使用的總帶寬開銷和維護(hù)使用的總帶寬開銷BWtotal,bwpeer系統(tǒng)總帶寬開銷與單個(gè)結(jié)點(diǎn)上的帶寬開銷。是搜索與維護(hù)開銷之和Ci*使帶寬開銷最小化的索引數(shù)量（指數(shù)據(jù)fi的索引）bw*peer結(jié)點(diǎn)的理論帶寬下限。當(dāng)所有fi的索引數(shù)都等于對(duì)應(yīng)的Ci*時(shí)取到BA結(jié)點(diǎn)的可用帶寬約束。BA必須不小于bw*peerHops單次搜索所需遍歷的不同結(jié)點(diǎn)數(shù)的期望。刻畫搜索等待時(shí)間ξ索引的放大系數(shù)，即約束下的最優(yōu)索引數(shù)Ci與最小化帶寬的索引數(shù)Ci*的比值。ξ由帶寬約束BA與帶寬下限bw*peer的比值決定θ與N無關(guān)的系統(tǒng)常量，刻畫了搜索與維護(hù)之間的折衷關(guān)系。用θ可簡(jiǎn)化索引比例ki的表示3.3.1單次搜索的帶寬開銷以及系統(tǒng)總帶寬開銷無偏向性搜索中，單次搜索的帶寬開銷與索引數(shù)量之間存在如下基本關(guān)系?？紤]對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中有N個(gè)結(jié)點(diǎn)，其中有Cf個(gè)結(jié)點(diǎn)存放了數(shù)據(jù)f的索引（存儲(chǔ)數(shù)據(jù)f本身的那些結(jié)點(diǎn)也被認(rèn)為包含f的索引）。稱這些結(jié)點(diǎn)為f的“應(yīng)答結(jié)點(diǎn)”，只有它們能夠應(yīng)答以f為目標(biāo)的搜索。考慮某個(gè)需要f的結(jié)點(diǎn)發(fā)起一次搜索請(qǐng)求，顯然當(dāng)且僅當(dāng)該請(qǐng)求的消息被轉(zhuǎn)發(fā)到f的應(yīng)答結(jié)點(diǎn)上，該請(qǐng)求才能夠得以回應(yīng)。因此，每當(dāng)搜索消息被發(fā)送到一個(gè)尚未遍歷過的新結(jié)點(diǎn)，如果該結(jié)點(diǎn)上具有f的索引，則搜索過程結(jié)束，成功返回；否則搜索繼續(xù)，尋求尚未遍歷的新結(jié)點(diǎn)。于是搜索成為一個(gè)隨機(jī)過程，可用貝努利實(shí)驗(yàn)來刻畫。由于總共有N個(gè)結(jié)點(diǎn)，其中有Cf個(gè)應(yīng)答結(jié)點(diǎn)，所以無偏向性搜索中新遍歷的結(jié)點(diǎn)可使搜索結(jié)束的概率是Cf/N。由貝努利實(shí)驗(yàn)可知，搜索到f需要遍歷的結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)的期望滿足：（3-1）為了計(jì)算搜索過程占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬，定義“搜索消息冗余數(shù)”Rsearch，表示平均每個(gè)結(jié)點(diǎn)在一次搜索請(qǐng)求中收到的重復(fù)的搜索消息數(shù)。顯然在一次搜索中，同一個(gè)結(jié)點(diǎn)收到多次轉(zhuǎn)發(fā)來搜索消息是沒有意義的，只會(huì)帶來帶寬的浪費(fèi)。但是現(xiàn)實(shí)搜索算法并非都是無冗余的，譬如洪泛算法使用并發(fā)的消息廣播，搜索消息會(huì)沿著不同路徑多次抵達(dá)同一結(jié)點(diǎn)，因此其Rsearch值就相當(dāng)大。隨機(jī)走步算法通過記錄遍歷結(jié)點(diǎn)的辦法實(shí)現(xiàn)無冗余的消息轉(zhuǎn)發(fā)，可以認(rèn)為Rsearch＝1。從上述分析可以看出，索引分布數(shù)量對(duì)搜索效率和帶寬消耗有很大影響。數(shù)據(jù)索引分布越廣（即Cf越大），該數(shù)據(jù)就越容易被搜索，使用的搜索帶寬也就越小。另一方面索引會(huì)因?yàn)樗赶虻膶?shí)際數(shù)據(jù)的變動(dòng)而失效，需要持續(xù)不斷地維護(hù)，否則就有效的數(shù)據(jù)索引個(gè)數(shù)就會(huì)不斷減少，直至為零。因此系統(tǒng)總帶寬開銷BWtotal由搜索帶寬開銷BWsearch和索引的維護(hù)帶寬開銷BWmaintain兩部分組成的，即：（3-2）下面分別計(jì)算BWsearch和BWmaintain，從而得到性能模型。3.3.2索引分布與搜索開銷的關(guān)系首先計(jì)算搜索的帶寬開銷?？紤]P2P系統(tǒng)有N個(gè)結(jié)點(diǎn)，共享了M個(gè)彼此不同的數(shù)據(jù)f1,f2,...,fM。注意同一個(gè)數(shù)據(jù)f可以有多個(gè)副本（replicas）存儲(chǔ)在不同結(jié)點(diǎn)上。這種情況在P2P中很常見，譬如P2P文件共享應(yīng)用中的多個(gè)文件副本，以及多服務(wù)器聯(lián)合服務(wù)時(shí)由不同服務(wù)器提供的相同服務(wù)。這里副本不計(jì)入M中?？疾鞌?shù)據(jù)索引分布情況，設(shè)數(shù)據(jù)fi有Ci個(gè)索引。為計(jì)算搜索帶寬消耗，需要考察系統(tǒng)中搜索任務(wù)以及在各數(shù)據(jù)上的分配。假設(shè)系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)總共產(chǎn)生Q次搜索。每一個(gè)數(shù)據(jù)根據(jù)自身情況，具有不同的訪問頻度（popularity）。訪問頻度高的（即熱門的）數(shù)據(jù)被搜索和使用的更多，因而在Q中占據(jù)更多的份額。我們用分布向量q=<q1,q2,…qM>表示各數(shù)據(jù)的訪問頻度，其中qi為正數(shù)，表示對(duì)于一次系統(tǒng)中出現(xiàn)的搜索，數(shù)據(jù)fi滿足搜索條件的概率，而全部qi的總合為1。這樣根據(jù)3.2.2小節(jié)可得到搜索帶寬開銷BWsearch為：（3-3）第4章對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中寬松約束的一般性搜索的理論模型如果章標(biāo)題過長(zhǎng)需要分行書寫的話，則第一行段前空24磅，段后空0磅，回車后，第二行段前空0磅，段后空24磅。見上面的樣式例子。自從6月25日中小企業(yè)板推出以來，受到了市場(chǎng)各方的強(qiáng)烈關(guān)注，4個(gè)多月過去了，中小企業(yè)板的業(yè)績(jī)?nèi)绾文兀?004年10月30日，深交所發(fā)布了中小企業(yè)板2004年前三季度業(yè)績(jī)統(tǒng)計(jì)表，結(jié)果顯示如表2.1。表2.12004年前三季度分行業(yè)業(yè)績(jī)統(tǒng)計(jì)表行業(yè)2004年1-9月2004年1-9月2003年1-9月每股收益（元）平均凈利潤(rùn)（萬元）平均凈利潤(rùn)（萬元）采掘業(yè)---傳播與文化產(chǎn)業(yè)---電力、煤氣及水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)---房地產(chǎn)業(yè)---建筑業(yè)---交通運(yùn)輸、倉儲(chǔ)業(yè)0.34972741.681778.75金融、保險(xiǎn)業(yè)---農(nóng)、林、牧、漁業(yè)---批發(fā)和零售貿(mào)易1.089010145.394654.76社會(huì)服務(wù)業(yè)0.32993276.421275.19信息技術(shù)業(yè)0.38184274.784000.81制造業(yè)0.29932461.512254.40綜合類---圖3.6不同光源照射30分鐘后測(cè)定的紫菌樣品紫外－可見吸收光譜參考文獻(xiàn)張昆,馮立群,余昌鈺,等.機(jī)器人柔性手腕的球面齒輪設(shè)計(jì)研究.清華大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,1994,34(2):1-7.竺可楨.物理學(xué).北京:科學(xué)出版社,1973:56-60.DupontB.BonemarrowtransplantationinseverecombinedimmunodeficiencywithanunrelatedMLCcompatibledonor.//WhiteHJ,SmithR,eds.ProceedingsoftheThirdAnnualMeetingoftheInternationalSocietyforExperimentalHematology.Houston:InternationalSocietyforExperimentalHematology,1974:44-46.鄭開青.通訊系統(tǒng)模擬及軟件[碩士學(xué)位論文].北京:清華大學(xué)無線電系,1987.姜錫洲.一種溫?zé)嵬夥笏幹苽浞桨?中國(guó),88105607.3[P].1980-07-26.中華人民共和國(guó)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局.GB3100-3102.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)－量與單位.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1994.MerktF,MackenzieSR,SoftleyTP.RotationalautoionizationdynamicsinhighRydbergstatesofnitrogen.JChemPhys,1995,103:4509-4518.MellingerA,VidalCR,JungenCh.Laserreducedfluorescencestudyofthecarbon-monoxidendtripletRydbergseries-experimentalresultsandMultichannelQuantum-DefectAnalysis.JChemPhys,1996,104:8913-8921.BixonM,JortnerJ.ThedynamicsofpredissociatinghighRydbergstatesofNO.JChemPhys,1996,105:1363-1382.馬輝,李儉,劉耀明,等.利用REMPI方法測(cè)量BaF高里德堡系列光譜.化學(xué)物理學(xué)報(bào),1995,8:308-311.CarlsonNW,TaylorAJ,JonesKM,etal.Two-steppolarization-labelingspectroscopyofexcitedstatesofNa2.PhysRevA,1981,24:822-834.TaylorAJ,JonesKM,SchalowAL.Scanningpulsed-polarizationspectrometerappliedtoNa2.JOptSocAm,1983,73:994-998.TaylorAJ,JonesKM,SchawlowAL.Astudyoftheexcited1g+statesinNa2.OptCommun,1981,39:47-50.ShimizuK,ShimizuF.Laserinducedfluorescencespectraofthea3u-X1g+bandofNa2bymolecularbeam.JChemPhys,1983,78:1126-1131.AtkinsonJB,BeckerJ,Demtr?derW.Experimentalobservationofthea