42、自主计算中作为MAPE - K循环的反馈控制

自主计算中作为MAPE - K循环的反馈控制

在计算机科学领域，控制理论的应用对于系统的优化和管理起着至关重要的作用。本文将深入探讨自主计算中的反馈控制，包括先进建模与控制、离散控制以及相关的案例研究。

先进建模与控制

在计算机科学中，除了早期使用的PID控制器外，还实现了其他简单/线性控制方案。这些线性系统具有叠加特性，可以使用成熟的数学工具进行分析和评估。然而，实际系统大多是非线性的，线性模型仅在状态空间的有限范围内有意义。

许多计算机系统的经典非线性特性，如变量范围受限、带宽有限等，难以仅用线性工具来处理。例如，优化计算系统的操作可能需要故意使执行器（如CPU）达到饱和，而不是像线性控制方法那样避免执行器达到极限。

因此，除了线性控制理论，控制工具箱中现在包含了丰富的先进控制算法，以补充简单线性控制在特定情况下的不足。例如，早期服务器模型是简单的线性流体模型和相应的线性控制器，但处理服务器的颠簸问题需要考虑并行操作的开销，此时需要非线性模型和控制。

在另一个案例中，处理软件预订系统的静态输入和输出非线性问题时，采用了Hammerstein - Wiener块结构中的线性和非线性块组合，然后在预测控制框架内设计相应的QoS控制器。

此外，还在各种计算系统上实现了其他非线性、切换、混合、分层和级联方案。在进行控制建模时，需要考虑控制目标与通过并行活动执行达到这些目标所需成本之间的权衡。例如，博弈论框架可以实现资源分配和质量设置的解耦，最终得到一个在并行运行的应用程序数量上具有线性时间复杂度的资源管理器。

最后，还需要考虑控制器本身的执行成本。传统的控制系统是时间触发的，便于在周期性采样框架内进行稳定性分析。