摘 要： 采用傳統(tǒng)層次分析方法在多目標(biāo)決策過(guò)程中，決策者需要從大量的數(shù)據(jù)中挑選有效數(shù)據(jù)，增加了選擇的風(fēng)險(xiǎn)性，容易受到不同變量間的干擾，導(dǎo)致無(wú)法獲取有效的決策分析結(jié)果。因此，設(shè)計(jì)一種基于改進(jìn)層次分析方法的云計(jì)算系統(tǒng)多目標(biāo)決策平臺(tái)，依據(jù)云計(jì)算系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建多目標(biāo)決策平臺(tái)，該決策平臺(tái)包括數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、輔助模型模塊、方法模塊以及用戶接口模塊，系統(tǒng)通過(guò)改進(jìn)層次分析指標(biāo)體系中的層次關(guān)系設(shè)置不同指標(biāo)的權(quán)重；基于評(píng)價(jià)指標(biāo)模型在方法庫(kù)中采集點(diǎn)計(jì)分法以及改進(jìn)層次分析方法等綜合評(píng)估待選方案，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算系統(tǒng)多目標(biāo)決策方案的評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)平臺(tái)具有較高的決策性能，可有效處理云計(jì)算系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù)，生成高質(zhì)量的決策結(jié)果。

關(guān)鍵詞： 云計(jì)算系統(tǒng)； 多目標(biāo)決策平臺(tái)； 層次分析方法； 待選方案評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)： TN911?34； TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2016）14?0028?04

Design and implementation of multi?objective decision?making platform

for cloud computing system

XUE Huijun

（Electronic Information Vocational Technology College of Inner Mongolia， Hohhot 010070， China）

Abstract： A multi?objective decision?making platform for the cloud computing system based on an improved hierarchical analysis method is designed， which is based on the cloud computing system structure， and includes database module， aided model module， method module and user interface module. the system the weights of different indexes of the system are set up by improving the hierarchical relationship of the analytic hierarchy index system. the proposed schemes are evaluated comprehensively to implement evaluation of multi?objective decision?making scheme for the cloud computing system， based on the acquisition point scoring method in the method library based on evaluation index model and the improved hierarchical analysis method. The experimental result shows that the designed platform has high decision?making performance， can effectively deal with huge amounts of data in the cloud computing system to generate the high?quality decision?making results.

Keywords： cloud computing system； multi?objective decision?making platform； hierarchical analysis method； proposed scheme evaluation

0 引 言

多目標(biāo)決策是決策分析理論的主要內(nèi)容，廣泛應(yīng)用于工程、技術(shù)、管理等領(lǐng)域。當(dāng)前云計(jì)算系統(tǒng)中的多目標(biāo)決策問(wèn)題大都是在給定信息的調(diào)解下，分析不同目標(biāo)權(quán)重的設(shè)定并直接結(jié)算不同決策方案的效用，選擇最佳方案[1?3]。傳統(tǒng)采用層次分析方法在實(shí)際決策過(guò)程中，云計(jì)算系統(tǒng)中的決策者需要從大量的數(shù)據(jù)中挑選有效數(shù)據(jù)，增加了選擇的風(fēng)險(xiǎn)性容易受到不同變量間的干擾作用，無(wú)法獲取有效的決策分析結(jié)果。因此，分析云計(jì)算系統(tǒng)中多目標(biāo)決策問(wèn)題應(yīng)運(yùn)而生[4?5]。目前，分析云計(jì)算系統(tǒng)中多目標(biāo)決策問(wèn)題取得了很大進(jìn)展。胥衛(wèi)平將貝葉斯網(wǎng)絡(luò)融入多目標(biāo)決策過(guò)程，基于分析決策問(wèn)題中的目標(biāo)變量、屬性變量等因素，依據(jù)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的決策模型建模和求解方法，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)決策，但決策過(guò)程需要消耗大量的時(shí)間[6]。Erik R依據(jù)數(shù)據(jù)融合模型中各數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)和信息間的關(guān)系，完成多目標(biāo)決策，但該方法在復(fù)雜云計(jì)算系統(tǒng)下的穩(wěn)定性差[7]。劉海燕通過(guò)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)推理方法獲取不確定多屬性決策問(wèn)題，基于決策變量、環(huán)境變量以及不同屬性間的關(guān)系，塑造多目標(biāo)決策，但該方法運(yùn)用時(shí)偏差過(guò)高[8]。劉剛提出一種基于層次分析法的多目標(biāo)決策方法，利用組織結(jié)構(gòu)將云計(jì)算系統(tǒng)分割成不同的層次，依據(jù)層次關(guān)系對(duì)不同指標(biāo)分配權(quán)重，完成決策分析，但該方法更側(cè)重主觀指標(biāo)，導(dǎo)致決策精度降低[9]。

針對(duì)上述方法的弊端，設(shè)計(jì)一種基改進(jìn)層次分析方法的云計(jì)算系統(tǒng)多目標(biāo)決策平臺(tái)，依據(jù)云計(jì)算系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，構(gòu)建多目標(biāo)決策平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)平臺(tái)具有較高的決策性能，可有效處理云計(jì)算系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù)，生成高質(zhì)量的決策結(jié)果。

1 云計(jì)算系統(tǒng)多目標(biāo)決策平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.1 云計(jì)算系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

云計(jì)算系統(tǒng)體系構(gòu)架中各模塊的功能如下：

（1） 基礎(chǔ)設(shè)施層：主要根據(jù)平臺(tái)系統(tǒng)需要，選定相應(yīng)的基礎(chǔ)部件，其中有平臺(tái)裝置、平臺(tái)資源等，該層位于整個(gè)體系的最下面。

（2） 存儲(chǔ)層：主要獲取來(lái)自基礎(chǔ)設(shè)施層中相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)裝置的數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)操作等一系列的調(diào)控后，把當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)發(fā)送給相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理部門；網(wǎng)絡(luò)管理部門還能夠通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)裝置實(shí)行設(shè)備處理，建立適合的設(shè)備參數(shù)到相關(guān)網(wǎng)絡(luò)裝置上。

（3） 邏輯層：主要承擔(dān)系統(tǒng)的運(yùn)作、處置、保衛(wèi)。邏輯層可以借助中間件，把網(wǎng)絡(luò)情況等相關(guān)信息反饋到網(wǎng)絡(luò)管理部門，網(wǎng)絡(luò)管理部門建立對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，再利用中間件，將信息反饋給網(wǎng)絡(luò)裝置，邏輯層在整個(gè)系統(tǒng)中占主導(dǎo)地位。

（4） 應(yīng)用層：主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)與用戶間的互動(dòng)，應(yīng)用層利用Web接口跟用戶溝通。借助Web頁(yè)面的方法，應(yīng)用層可以把系統(tǒng)資訊呈現(xiàn)給用戶。

1.2 多目標(biāo)決策平臺(tái)結(jié)構(gòu)

依據(jù)上述分析的云計(jì)算系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，以數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，構(gòu)建云計(jì)算系統(tǒng)的多目標(biāo)決策平臺(tái)，該平臺(tái)分析和處理云計(jì)算系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫(kù)中的海量數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生決策層次上的輔助信息，為決策者提供決策服務(wù)。該決策平臺(tái)需要數(shù)據(jù)庫(kù)模塊的支持，并需要輔助模型模塊、方法模塊及用戶接口模塊，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.3 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

云計(jì)算系統(tǒng)多目標(biāo)決策平臺(tái)的功能模塊包括人機(jī)溝通界面、主管理模塊、決策問(wèn)題研究、評(píng)價(jià)決策指標(biāo)體系、方案管理、評(píng)價(jià)決策、評(píng)價(jià)結(jié)果研究、信息檢查以及數(shù)據(jù)庫(kù)、方法庫(kù)等。功能構(gòu)架如圖3所示。

以下介紹各個(gè)模塊的具體作用：

（1） 人機(jī)溝通界面負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與用戶之間的交流，它充當(dāng)決策者和系統(tǒng)的傳媒，在評(píng)價(jià)決策時(shí)，可以讓決策者介入，并且將決議過(guò)程中的相關(guān)信息，遞交到?jīng)Q策者，人機(jī)溝通界面可以進(jìn)行菜單查看、檢索、圖形顯示、評(píng)價(jià)結(jié)果輸出等工作。

（2） 主操縱器的作用貫穿系統(tǒng)所有模塊，它可以對(duì)系統(tǒng)每個(gè)模塊間進(jìn)行調(diào)試與處理，使得各個(gè)模塊能更好地為系統(tǒng)服務(wù)。

（3） 決策問(wèn)題研究主要通過(guò)分析，處理云計(jì)算系統(tǒng)中數(shù)據(jù)遇到的各種決策問(wèn)題，確保評(píng)價(jià)方法能夠合理的調(diào)派。

（4） 決策指標(biāo)體系根據(jù)決策問(wèn)題，全方位探討云計(jì)算系統(tǒng)多目標(biāo)決策平臺(tái)所涉及的各類成分，利用差異對(duì)象和規(guī)范，依照層次以及隸屬特征，把這些成分剖析為能與決策過(guò)程相聯(lián)系的評(píng)價(jià)目標(biāo)編制，產(chǎn)生多對(duì)象、多規(guī)范的評(píng)價(jià)模型，依據(jù)評(píng)價(jià)模型進(jìn)行工作的布局指導(dǎo)。

（5） 方案管理通過(guò)設(shè)置方案結(jié)構(gòu)的決策成分，實(shí)現(xiàn)表達(dá)參數(shù)的目的，并且將詳細(xì)信息的輸入接口回饋給各決策方案。方案管理主要由結(jié)構(gòu)定義和方案輸入組成。而結(jié)構(gòu)定義主要負(fù)責(zé)設(shè)置方案的編制成分，并表達(dá)其參數(shù)，即設(shè)置能與方案評(píng)價(jià)編制有聯(lián)系的全部參數(shù)方案輸入，輸入?yún)?shù)值則是結(jié)構(gòu)創(chuàng)建時(shí)設(shè)立的全部方案的相關(guān)值。

（6） 評(píng)價(jià)決策與結(jié)果研究，是根據(jù)評(píng)價(jià)決策目標(biāo)編制，運(yùn)行評(píng)價(jià)決策模塊。評(píng)價(jià)的過(guò)程為設(shè)置相關(guān)評(píng)價(jià)目標(biāo)的權(quán)重、采取差異評(píng)價(jià)運(yùn)算法則、依照創(chuàng)建方案的所有目標(biāo)評(píng)價(jià)值實(shí)施全方位評(píng)價(jià)與羅列、同時(shí)研究相關(guān)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)、獲取創(chuàng)建決策方案的調(diào)制意見(jiàn)，幫助決策者取得最佳的評(píng)價(jià)和決策。

（7） 信息檢索向決策者呈現(xiàn)檢索評(píng)價(jià)結(jié)果，同時(shí)用表格、直方圖、曲線圖等方法呈現(xiàn)檢索結(jié)果。

2 多目標(biāo)決策系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程

2.1 多目標(biāo)決策系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程

多目標(biāo)決策系統(tǒng)運(yùn)行的主要運(yùn)行過(guò)程：

（1） 設(shè)置評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的權(quán)重。系統(tǒng)通過(guò)改進(jìn)層次分析法，依據(jù)指標(biāo)體系中的層次關(guān)系，設(shè)置不同指標(biāo)的權(quán)重，采用一致性檢驗(yàn)方法對(duì)權(quán)重設(shè)置的有效性進(jìn)行分析。

（2） 方案的評(píng)價(jià)與排序。依據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)模型，融合定量分析和定性分析方法，在方法庫(kù)中利用采集排隊(duì)法、點(diǎn)評(píng)法以及改進(jìn)層次分析方法等，綜合評(píng)估待選方案，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算系統(tǒng)多目標(biāo)決策方案的評(píng)價(jià)。

（3） 呈現(xiàn)云計(jì)算系統(tǒng)多目標(biāo)決策方案的評(píng)估結(jié)果，并為多目標(biāo)決策提供分析依據(jù)。

2.2 指標(biāo)體系設(shè)計(jì)代碼

云計(jì)算系統(tǒng)多目標(biāo)決策平臺(tái)基于VC++ 6.0進(jìn)行指標(biāo)體系輪廓的開(kāi)發(fā)，指標(biāo)體系設(shè)計(jì)代碼如下：

2.3 系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法

設(shè)計(jì)的云計(jì)算系統(tǒng)多目標(biāo)決策平臺(tái)，依據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)模型，在方法庫(kù)中采集排隊(duì)法以點(diǎn)評(píng)法以及改進(jìn)層次分析方法等，綜合評(píng)估待選方案。排隊(duì)法用于多方案評(píng)比時(shí)，將方案兩兩比較，優(yōu)者打1分，劣者打0分，求出每個(gè)方案的總得分，總分?jǐn)?shù)高者為最佳方案。點(diǎn)評(píng)價(jià)法是對(duì)各比較方案按確定的設(shè)計(jì)目標(biāo)項(xiàng)目逐點(diǎn)作粗略評(píng)價(jià)，并用符號(hào)“+”（行），“-”（不行），“？”（再研究一下）等表示出來(lái)，根據(jù)評(píng)價(jià)情況作出選擇。這兩種評(píng)價(jià)方法屬于簡(jiǎn)樸評(píng)價(jià)法，其特點(diǎn)是比較直觀，但應(yīng)用時(shí)存在精度差的問(wèn)題，適用于定量的評(píng)價(jià)項(xiàng)目。而改進(jìn)層次分析法的算法適用于定性評(píng)價(jià)項(xiàng)目，其工作流程如圖4所示。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

構(gòu)建實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，對(duì)本文設(shè)計(jì)的云計(jì)算系統(tǒng)多目標(biāo)決策平臺(tái)的性能進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)采用本文決策平臺(tái)中的曲線圖工具描述評(píng)價(jià)結(jié)果，如圖5所示。用戶選擇本文設(shè)計(jì)的決策平臺(tái)中“打開(kāi)文件”按鍵后，可將本文平臺(tái)獲取的方案評(píng)價(jià)指標(biāo)得分和評(píng)價(jià)結(jié)果通過(guò)不同形式的曲線描述，展示出不同決策結(jié)果的優(yōu)劣。

為了驗(yàn)證決策平臺(tái)的可靠性和準(zhǔn)確性，分別采用本文平臺(tái)和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行云計(jì)算系統(tǒng)的決策分析，并進(jìn)行比較，結(jié)果如表1所示。

由表1可知，采用本文決策平臺(tái)分析云計(jì)算系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù)，獲取決策信息的效率遠(yuǎn)高于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在保證效率的同時(shí)誤差率也小于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)說(shuō)明本文決策平臺(tái)可有效處理云計(jì)算系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù)，生成高質(zhì)量的決策結(jié)果。

4 結(jié) 論

本文設(shè)計(jì)了一種基改進(jìn)層次分析方法的云計(jì)算系統(tǒng)多目標(biāo)決策平臺(tái)，依據(jù)云計(jì)算系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，塑造多目標(biāo)決策平臺(tái)。該決策平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了云計(jì)算系統(tǒng)多目標(biāo)決策方案的評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)平臺(tái)具有較高的決策性能，可有效處理云計(jì)算系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù)，生成高質(zhì)量的決策結(jié)果。

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