何坤鍵

（中央民族大學(xué)，北京　100000）

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基于微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)方法的網(wǎng)格資源分配管理模型研究

何坤鍵

（中央民族大學(xué)，北京100000）

摘要：改革開放以來，我國各行各業(yè)都得到了迅速的發(fā)展，尤其是電子商務(wù)領(lǐng)域，在近幾年實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。一般情況下，在現(xiàn)代電子信息科學(xué)的應(yīng)用中，電子商務(wù)主要的集成服務(wù)是需要依靠其動(dòng)態(tài)、結(jié)構(gòu)以及分布在其中的虛擬組織，借助于數(shù)據(jù)共享、組織上和地理上分布的各種資源或者其他方式來合作完成的，在此背景下，開始出現(xiàn)了網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)。本文在有關(guān)經(jīng)濟(jì)學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合所涉及的供需均衡理論等對網(wǎng)格資源分配管理模式進(jìn)行深入的分析和探討，并提出網(wǎng)格資源管理的模型，以此來實(shí)現(xiàn)優(yōu)化網(wǎng)格資源分配管理的目的。

關(guān)鍵詞：微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)；網(wǎng)格資源；分配管理；模型

近年來，社會(huì)上相繼出現(xiàn)了很多類型的網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)。相對于普通的網(wǎng)格資源管理系統(tǒng)，本次研究提出的網(wǎng)格資源管理方法具有管理簡單、實(shí)現(xiàn)容易、擴(kuò)展型較強(qiáng)的優(yōu)勢，且系統(tǒng)不需要掌握全部的資源信息，僅需要引入競標(biāo)機(jī)制，就可以解決資源提供者的報(bào)酬問題。

一、網(wǎng)格資源分配管理模型概述

立足于現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)學(xué)的基本概念，以此設(shè)計(jì)出來的模型如圖1所示。

正如圖1所示，整個(gè)模型是借助于現(xiàn)代網(wǎng)格的信息和管理的模塊，并利用大量的網(wǎng)格域來共同構(gòu)造出一個(gè)新型的網(wǎng)格系統(tǒng)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)通信。網(wǎng)格域?qū)儆谫Y源分配管理系統(tǒng)，具有自治特點(diǎn)，在這個(gè)網(wǎng)格域中，主要涉及數(shù)據(jù)、信息、存儲(chǔ)、計(jì)算等各類資源，當(dāng)然也可以利用一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)或者由多臺(tái)計(jì)算機(jī)組成的集群來對其數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。網(wǎng)格域主要負(fù)責(zé)對本地資源進(jìn)行管理，為本地用戶提供各種服務(wù)，將接收到的招標(biāo)信息進(jìn)行處理，并為其他域的用戶提供服務(wù)。本次研究的基于微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)方法的網(wǎng)格資源分配管理模型主要由幾大模塊組成，且在這個(gè)模型中，資源的調(diào)度內(nèi)容有如下方面：一是作為賣家方，需要對資源進(jìn)行任務(wù)分配；二是作為買家方，需要對作業(yè)進(jìn)行資源分配。具體流程如圖2、圖3所示。

二、有關(guān)市場供需均衡原理的價(jià)格調(diào)整算法

1、均衡價(jià)格的存在性證明的概述

從理論上分析均衡價(jià)格的存在性有關(guān)證明方法，對不同的經(jīng)濟(jì)變量需要使用不同的符號(hào)來表示：均衡求供離差使用V1表示，求供離差使用V表示，均衡供求離差使用U1表示，供求離差使用U表示，需求數(shù)量使用D表示，供給數(shù)量使用S表示，均衡價(jià)格使用P1表示，價(jià)格使用P表示。大于0的系數(shù)或者常數(shù)使用γ、β、α、a、b、c、d表示。

（1）靜態(tài)供求綜合模型。靜態(tài)供求綜合模型一般形式使用以下公式來表示：

在這個(gè)公式中，由于U=S-D，所以U=0。也就是說，U=S-D=0，推出S=D，也就是供給和需求相等。均衡解為：P1=P（0），U1=0。

針對有關(guān)該行為方程增加了解答的條件：首先由dP/du＞0推出，在這個(gè)行為方程中，供求離差U的單調(diào)增函數(shù)就是價(jià)格P。如果U=S-D＜0，那么P＜P1；如果U=0，那么P=P1；如果U＞0，P＞P1。這也就是說，當(dāng)需求大于供給時(shí)，均衡價(jià)格就會(huì)高于價(jià)格；而需求和供給相同時(shí)，均衡價(jià)格和價(jià)格也是相同的；當(dāng)需求小于供給時(shí)，此時(shí)的均衡價(jià)格會(huì)低于該價(jià)格。當(dāng)出現(xiàn)價(jià)格和供求兩者之間的關(guān)系，將此概念稱之為供求規(guī)律。

當(dāng)供求函數(shù)的自變量為求供離差V=D-S時(shí)，可以用以下公式表示模型：

在這個(gè)公式中，由dP/du＜0這個(gè)限制條件可以推出，V的減函數(shù)是P，而在第一個(gè)公式中，U的增函數(shù)是P，這是因?yàn)閂符號(hào)和U符號(hào)正好相反，和第一個(gè)公式是等價(jià)關(guān)系。第二個(gè)公式的解值是：P1=P（0）；V1=0。

線性供求綜合模型可以用以下公式來表示：

在上述的第三個(gè)公式中，線性綜合模型分析較之于線性分析少一個(gè)方程，并且β是數(shù)值，而U和P的關(guān)系是正向關(guān)系。有關(guān)第三個(gè)公式的解值如下：

從這個(gè)公式中可以清楚地看出：如果U＜0，那么P＜α= P1；如果U＞0，那么P＞α=P1。由于α=P1，所以第三個(gè)公式中的供求函數(shù)可以使用P=P1+βU。

這幾個(gè)公式充分體現(xiàn)了供求函數(shù)的一個(gè)比較突出的優(yōu)勢，也就是供求和價(jià)格的關(guān)系都和均和價(jià)格的關(guān)系是緊密相連的，且均衡價(jià)格主要是由消費(fèi)者的收入和偏好、商品價(jià)格等外部因素所決定。繼而推出第五個(gè)公式：

在這個(gè)公式中，價(jià)格的概念是指供求離差與均和價(jià)格離差的比率，尤其是這價(jià)格也會(huì)通過供求的變化來隨時(shí)影響均衡價(jià)格的速度。如果將U=-V帶入第三個(gè)公式中，可以推出：

第六個(gè)公式的解值為：P1=α，V1=0。和第五個(gè)公式一樣，U1=0和V1=0都是指D=S。

圖1　基于微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)方法的網(wǎng)格資源分配管理模型

圖2　賣方資源調(diào)度的具體流程圖

（2）動(dòng)態(tài)分析。為了研究具體的動(dòng)態(tài)問題，需要先找到有關(guān)時(shí)間路程P（t），通常情況下，立足在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，分析時(shí)間變化率在價(jià)格變化下的超額需求（D-S）呈正比，也就是dP/dt=γ（D-S）（γ＞0）。由于（D-S）=V，所以dP/dt=γV （γ＞0）。由第六個(gè)公式可以推出：V=（α-P）/β。將此公式帶入dP/dt=γV（γ＞0）公式中，推出：dP/dt=γ（α-P）/β=γα/βγP/β，對這個(gè)微分方程進(jìn)行求解，得出：P（t）=[P（0）-α] e-γt/β+α。從第五個(gè)公式中推出：α=P，所以：P（t）=[P（0）-P] e-γt/β+P1。在這個(gè)公式中，由于γ/β＞0，所以如果t無窮大，那么e-γt/β就是0。同時(shí)由于P1和P（0）都屬于常數(shù)，所以如果右邊第一項(xiàng)趨于0，也就是如果t是指無窮大，那么P（t）=P1。

圖3　買方資源調(diào)度的具體流程圖

2、算法描述

結(jié)合現(xiàn)代微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)中的價(jià)格調(diào)整算法的具體概念：已經(jīng)清楚未來或者過去的一些時(shí)間段對資源信息的掌握和了解的基礎(chǔ)上，來對均衡價(jià)格進(jìn)行數(shù)理分析，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)總需求和總供給相等。資源總能力使用C表示，總資源需求量使用D表示，算法精度使用α表示，平均價(jià)格使用P1表示，高價(jià)和低價(jià)使用ph、pl表示，當(dāng)前資源的價(jià)格使用pi表示，價(jià)格調(diào)整周期使用Ti表示。資源的超額需求的主要表達(dá)方式是Z=D-C。其具體的理論說明如下：

第一步：接收資源交易管理模塊的有關(guān)資源信息數(shù)據(jù)；

第二步：對于資源Ri，從周期Ti來對資源價(jià)格進(jìn)行調(diào)整，并執(zhí)行以下步驟；

第三步：高價(jià)ph和低價(jià)pl的初始值使用當(dāng)前資源價(jià)格pi表示，初始化的測算精度α值；

第四步：在價(jià)格pi下，對總資源需求量Di進(jìn)行計(jì)算是立足于表格中的競買者對資源Ri的有關(guān)信息，得出超額需求的Zi=Di-Ci公式，而兩者之間的差就是指資源總能力Ci減去總資源需求量；

第五步：如果|Zi/Ci|≤α，那么直接執(zhí)行第十五步；

第六步：在低價(jià)pt的條件下，對低價(jià)資源超額需求Zl數(shù)據(jù)的得出是建立在需求列表中競買者對資源Ri的需求信息的基礎(chǔ)上來計(jì)算的；

第七步：如果Zl小于0，pl=pl/2，則返回到第六步；

第八步：在高價(jià)ph下，對高價(jià)資源超額需求Zh的計(jì)算是建立在需求列表中競買者對資源Ri的需求信息的基礎(chǔ)上來計(jì)算的；

第九步：如果Zh大于0，ph=2ph，則返回到第八步；

第十步：為了計(jì)算平均價(jià)格pl和ph的算術(shù)平均值p1，需要在平均價(jià)格p1的條件下，評價(jià)價(jià)格超額的數(shù)值是需要在需求Z列表中競買者對資源Ri的需求信息的基礎(chǔ)上來計(jì)算的；

第十一步：如果|Z1/Ci|≤α，那么使pi=p1，執(zhí)行第十五步；

第十二步：如果Z1小于0，使ph=p1；

第十三步：如果Z1大于0，使pt=p1；

第十四步：返回到第十步；

第十五步：均衡價(jià)格是pi，資源Ri的價(jià)格調(diào)整結(jié)束，返回到第一步。

三、結(jié)語

相對于普通的網(wǎng)格資源管理系統(tǒng)，本次研究提出的網(wǎng)格資源管理方法具有管理簡單、實(shí)現(xiàn)容易、擴(kuò)展型較強(qiáng)的優(yōu)勢，且系統(tǒng)不需要掌握全部的資源信息，僅需要引入競標(biāo)機(jī)制，就可以解決資源提供者的報(bào)酬問題。為了盡量避免部分因素的改動(dòng)而影響到系統(tǒng)的應(yīng)用功能，因此還需要對有關(guān)資源價(jià)格的程序進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，建立一套安全機(jī)制保證整個(gè)系統(tǒng)的安全。

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（責(zé)任編輯：張瓊芳）