数学建模任务分配精选(九篇)

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第1篇：数学建模任务分配范文

关键词：物流调度；多Agent；调度策略；C-W算法；启发式算法

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）32-7248-05

伴随物流行业的发展Agent技术[1]也在不断发展，在许多领域取得非常多的应用成果。在现代物流集约化和一体化的发展趋势中，车辆优化调度的效率已经影响到消费者，优化货运车辆的调度，科学管理货运组织对货运车辆调度理论与方法进行系统研究有着极为重要的意义，是建立智能交通运输系统，现代物流调度系统的基础。车辆优化调度的核心在于优化车辆线路，因此目前国内外大部分的研究在于优化车辆配送线路。Dantzig和Ramser于1959年首次提出车辆优化调度问题，许多学科专家运用不同的算法，运用不同的技术开始研究这个领域，比如运用人工智能，神经网络等技术对车辆优化调度问题开展了大量的实验模拟和理论研究，取得了大量的研究成果。该文运用现代物流理论以及信息技术等方面的研究成果，设计了物流车辆调度策略及优化算法，构建了基于多Agent的物流车辆调度系统，并以此为基础设计并实现了该物流车辆调度系统，结合C-W算法和启发式调度算法以及他们在物流调度策略的作用，提出了物流调度策略。

1 多Agent技术与物流车辆调度理论

1.1多Agent技术简介

Agent的概念起源于20世纪70年代的分布式人工智能，在计算机领域，Agent又称为软件智能体[2]。它一般具有自主性、交互性、反应性和主动性的特征。实际上，Agent的概念在分布式系统自身的管理应用已经非常广泛了。例如，在80年代Agent技术就开始应用于基于TCP/IP的互联网络管理技术的SNMP模型中。在该模型中，Agent是运行在被管理单元上的具有自我意识的程序段，它能够响应管理单元发来的管理命令，对被管理单元上的相关事件做出反应等。然而直到今天，人们才开始重视Agent技术在分布计算领域的应用，因为它对解决当今分布式应用的一些问题具有很好的效果[3-5]。

1.2物流车辆调度理论方法简介

国外车辆优化调度研究已广泛用于生产、生活的各个方面，如快递邮件投递、物流配送、车辆载货等等。在过去的几年里车辆优化调度取得不少成果，除在物流行业应用外，在工业管理、计算机应用等领域也广泛的应用，还用于各种行业计划安排、发货单的计划与控制等各个领域[6]。

1）启发式算法

启发式算法是计算机算法分析与设计中一种常用算法，主要用来计算最优值或者寻找出最佳方案，我们将这种算法运用于物流调度的多Agent系统中，主要是用来寻找出在车辆调度中的最佳运输路线方案。

2）C-W算法

C-W算法是一种非常常见的启发式算法，利用前人的经验来提升模型的精确度，通过跟踪校正过程逐步找出满意解[7]。

算法开始先设计由一个配送中心和N个零售商组成数学模型中，配送车辆的路线安排变得非常困难，这个数学模型适合采用启发式算法。节约量公式描述为：首先将配送中心用数学模型表示为[P0]，N个零售商用数学模型表示为[P1，P2，....，PN，]，已知任意节点PI和Pi的距离我们表示为公式[Pij（i，j=1，2，...，N）]，我们假设外对任意零售商Pi和Pj的分别取合并送货和分离送货两种方式，前者比后者节约的运输距离为：[Sij=d0i+d0j-dij]j。根据三点的位置关系可以计算出节约量[Sij≥0]。

1.3 一般运输调度问题的数学模型

车辆优化调度问题的数学模型我们将做以下定义为：在物流调度模型中，我们随即设计一连串装货点和卸货点，然后在满足货物需求量、货物的发送量、客户要求交发货时间、车辆载重、车辆行驶里程限制、送货时间等约束条件，对各点之间构建行车线路，使车辆根据调度策略通过这些装卸点，完成既定目标（如降低费用等）[8]。

物流调度的核心问题就是车辆与运输调度问题，运输调度问题描述为是，假设某种货物有m个产地[A1，A2，.......，Am]。其中各个产地的货物产量值分别是[a1，a2，......，am]，再假设货物有n个销地[E1，E2，.....，En]，销地的销量分别是[b1，b2，....，bn]。假定从产地[Ai（i=1，2，...，m）]向销地[Ej（j=1，2，...，n）]运输货物单位物品的运价是F，那么我们建模的目的就是考虑在达到运输的要求的同时使得整个系统的总运费最少。

2 物流车辆调度策略与优化算法设计

2.1物流车辆调度策略设计

物流调度策略的设计主要是在限定一些条件下开始系统建模，然后利用一些较好的算法来实施物流车辆调度设计，因为建模方式和选定的限定条件不同，会得到完全不同的调度效果，同时会付出完全不同的调度代价[9]。

本文算法建立了一种基于多Agent技术的车辆竞标和合作协同完成任务的调度优化算法。整个系统由多Agent来构建，利用车辆调度的已有的算法研究成果，以及Agent在其他领域的应用成果，在兼顾平衡系统调度代价和目标优化等多种因素后提出一种混合调度策略。其核心思想在于，调度控制Agent统一安排大批量任务，车辆Agent自主决定执行小批量任务，，从而进一步提高调度系统效能 [10]。构建的物流车辆调度算法主要分为三个步骤：如下图。

2.2 物流车辆调度优化算法设计

2.2.1 规划型的任务优化算法

对于规划型任务，我们首先在建模的时候限定在特定车场，车辆采用的是特定车型，在这样的限定条件下进行发货单的分配。本算法利用启发式算法的基本规律，利用已有的成果对物流车辆的调度系统设计了一个行车路线优化的算法，通过分配、组合方式、反复的递归求解，对所有的任务进行分配联合，最终形成最优的行车路线，然后根据最优解来进行车辆的调度。具体算法说明如图2。

2.2.2 Agent竞标合作算法

Agent的竞标合作算法中车辆可以根据任务进行自主性调整，Agent能够在运输过程中对新任务进行动态安排，这种情况适合解决任务量少，车辆比较多的情况，也比较符合真实情况。此算法比较适合于已经进行初始安排的车辆动态调配新的发货单情况，是对前面一种情况的有利补充。若采用前面一章介绍的算法，这样新添加的发货单任务必须等待，等到一次新的初始化才能有效地插入到车辆的任务队列。针对这种经常发生的情况，提出了利用车辆Agent，车辆进行自主调整任务的调度算法，这种算法中车辆Agent根据调度Agent发送的任务清单，利用自身的状态参数来进行自主化的判断。算法具体实现见下图。

具体算法思想：系统出现新的货单任务时，系统首先到调度控制Agent上，再由调度控制Agent下发任务，来告知所有车辆Agent。我们这样的优化策略不再是静态的任务分配，算法将根据各种不同的现实环境，来进行系统的自主调整，这样的调整能够提高算法的自适应能力。系统将对不仅仅是进行初始化的任务分配，而且需要开始考虑未来的新增任务的情况，系统的动态考虑参数会很多，整个系统会根据各种状态的变化，自主的寻找动态的最优解，这样最优解不是针对整个系统，最优解可能是在一定时间，或者系统的某一个阶段的最优结果，在获取动态订单我们会将计算结果反馈给调度控制Agent，如果任务能够一次性完成，就由调度控制Agent告知对应车辆。如果发货单无法在任意一个车辆Agent完成，控制Agent将对发货单任务进行拆分，先将任务分解成能够由代价最小的车辆能够单独完成的量，然后将剩下任务给再由其他车辆Agent竞标，然后反复迭代，知道任务分配完毕。

3 基于多Agent的物流车辆调度系统设计

3.1系统体系结构

利用现有调度系统的模型，结合目前Agent技术取得的研究成果，提出了一种基于多Agent的物流车辆调度系统架构。将系统主要分为应用层、业务逻辑层、Agent层、物流实体层四层，系统通过接口来与仓库管理系统、GPS系统等外部系统实现信息的对接，具体的构架见下图。

3.2物理实体层

物理层的物理外部系统和设备可以看作一个实体，甚至可以将地图都作为一个实体，这些实体可以为层服务，它能够和外部系统通过接口连接起来，甚至将外部的系统信息转换为系统的内部信息，通过物理层的系统对外部系统的控制，物理物理层实体详情如下：

1）全球定位实体。主要用于获取车辆的地理信息，经度和纬度坐标，它主要是用来存储当前车辆地理信息，为上层提供实时的路线优化信息。

2）短信通信实体。 SMS通信系统主要是用于与实体的车辆的信息通信，车辆可实时返回的信息中心，同时要求也可以解码短信，SMS可以处理不同类型的服务，以满足各种车辆需求。

3）车辆终端。该终端主要实现两个类型的功能，一个是可以实时查询车辆状态，包含车辆的位置，速度等车辆营运车辆状态参数和地理信息，另外一个是对车辆进行控制，如断油、速度设定、部署设置。它还有一个车辆调度信息系统，使驾驶员可以按照系统安排工作的操作。

4）地理信息实体。与地理信息系统进行交互，提供必要的数据，为优化实体提供基本的地理信息，一些性能良好的地理信息实体要能够做到实时交通信。

5）仓库管理的实体。对应仓库系统，主要指仓库的货物数量以及货物存储信息，企业的货物存放信息，以及该实体能够获取的货物情况，将能够完成货物的运输路线、地理信息的商品、货物的数量、货物的重量和其他安排的关键数据，并且可以动态更新的仓储信息。

3.3 Agent层

根据底层业务逻辑的分析，为上层Agent服务，Agent将根据实施相应的逻辑层的业务需求。在层中，调度和控制Agent是所有Agent的核心，它负责协调各种Agent之间的决策关系。详细组织关系的设计如下图所示：

对本层中各种Agent的功能进行简单的描述如下：

1）发货单Agent功能描述

发货单Agent主要是在接收客户发货单以后进行简单处理，然后将简单处理结果反馈给调度Agent。本Agent的核心功能包括：发货单输入、发货单分解、发货单合并、任务分配这几个模块。发货单输入模块主要是接受各类输入的发货单任务，并将其存入数据库，并记录发货单执行情况；发货单分解模块主要确定发货单中各类商品的地点，将发货单转化为有明确起终点、明确任务量的任务单；发货单合并模块主要功能是拆分任务单，然后在满足车辆容量和仓库商品数量限制条件下将起点和终点相同的任务尽量合并起来。任务分配模块主要功能是将任务下发到执行Agent并将任务的执行记录和执行情况记录进数据库。

2）车辆Agent

其实每一个车辆Agent都代表现实的一台车，他具有车辆的行为状态，能够通过他查看车辆目前的信息，同时他还能够在调度系统起到参与竞争、协作。一个车辆调度系统中有一个到多个车辆Agent，车辆Agent由调度控制Agent进行调度和任务的分配，同时本Agent能够根据系统调度Agent分布的任务信息，来进行计算考虑是否参与任务的竞标；同时能够评估任务能否胜任工作并在获得竞标成功的消息后将任务放入执行队列，在接收任务以后负责执行完，并能够将车辆状况信息及时通报给调度控制Agent，便于调度控制Agent的调度。

3）调度控制Agent

Agent系统的核心功能就是能够信息交换，其包含仓库管理系统、发货单任务的详细信息、地理信息系统的信息中新等多个模块的信息交互。同时，它将复杂任务下发给车辆Agent。其具体职能如下：将任务数和系统的车辆数来确定系统属于什么类型，任何根据类型来决定是否采取招标方式还是任务直接分配方式；在确定任务的优化调度类型的情况下，系统将采取前文所介绍的算法来进行任务的分配，通过递归迭代计算，找出分配的最优方案，任何将任务分配给不同的车辆，完成调度结果。如果使用招标，将公布的汽车，通过竞争性招标，以提供车辆任务完成任务确定车辆的成本信息的任务。信息交与车辆，车辆由完成最后的任务。接受有关车辆的当前状态以及地理信息，如车辆容量测试、车辆状态信息监控。在执行任务的仓库管理信息进行更新，以保持一致性情况下的资源更新。

4）仓储管理Agent

主要用于对应仓库管理系统这个外部系统的接口，它能够和调度Agent进行信息交换，根据调度Agent指派的任务将仓库的货物信息及时反馈给调度系统，并且根据车辆Agent的运行情况及时更新库存。

5）地理信息Agent

主要是和地理信息系统打交道，向调度控制Agent提供车辆Agent以及一些仓库地图地点的经纬度坐标信息，能够通过地理信息系统获取目前的线路的路考，为调度系统提供调度决策的基础信息。

3.4业务逻辑层

业务逻辑层主要是系统的一些基本的业务单位，许多业务单位组织成一些宏观业务逻辑。这些业务逻辑是一种上层应用的接口，为应用层提供技术的封装。其主要有以下一些业务需求：子发货单业务逻辑负责发出发货单任务分配调度控制单元，并反馈执行的任务；发货单分解业务逻辑负责对任务按照顺序进行分解，但同时参考交货时间，车辆的能力；库存信息查询业务逻辑负责查询当前库存的商品。车辆信息查询业务逻辑负责车辆能力状态的查询分析和决策的能力。发货单合并业务逻辑就是能够把将打破后的项目再次组合成一个可执行车辆的发货单执行的任务；库存信息更改业务逻辑负责库存的商品库存的变化信息在更改信息或其他情况下，实时改变库存信息。

3.5应用层

应用层主要包括物流计划、发货单处理和调度系统资源管理三大模块，三大模块详细描述如下：物流计划就是根据发货单等信息，确定系统的总的物流调度计划，这个是为调度系统提供安排的基础数据，他能够集中初始化任务和车辆数量，是系统的基础。发货单处理系统能够外接外部的发货单信息的录入，并且能够将发货单进行合并，归类处理，为后期的调度系统的顺利调度提供数据基础。调度系统资源管理主要是负责对数据进行处理，能够将发货单按照计划，开始动用系统初始化的车辆和仓库，能够很好的调度车辆，完成物流运输任务，同时保证消耗的资源最少，他能够管理各种资源的使用（库存、交通等）的信息，并且能够向调度Agent提供信息检索，动态刷新的基本功能。

4 结论

本文利用现有调度系统的模型，结合目前Agent技术取得的研究成果，提出了一种基于多Agent的物流车辆调度系统架构。利用多Agent技术的成果，设计出基于多Agent的物流调度系统的业务逻辑、应用逻辑、基础接口和智能四大部分，完成多Agent的物流调度系统的体系结构。根据物流调度的现状，完成了物流系统额原型化，并且给出系统的中结构架图，并且分别给出算法的具体实现。

展望未来，我们在设计基于多Agent技术的物流调度系统中，还有以下几个方面值得深入研究：物流调度领域的其它辅助Agent的详细结构，研究多车场多车型的运输问题。研究基于Agent的调度算法的动态集成方法，发货单的评估技术的方法。

参考文献：

[1] 鲍晓鸣.基于Agent的分布式GIS在物流配送系统中的应用[J].宁波职业技术学院学报，2011（5）：24-27.

[2] 孙学琴.基于GPS的第三方综合物流管理信息系统分许与规划[D].青岛：山东科技大学，2004.

[3] Kroeger R.Performance and scalability measurement of COTS EJB technology[J].Computer Architecture and High Performance Computing， 2002（10）：212-219.

[4] Qing Caoa，Marc J.Schniederjans. Agent-mediated architecture for reputation-based electronic tourism systems： A neural network approach[J].IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEORY，2008，54（6）： 2818-2826.

[5] Hyun G M.An Effective Method to Design CBD Components in Enterprise JavaBeans[J].Software Engineering Research，2006，9：49-56.

[6] 邵建利.物流管理信息系统[M].上海：上海财经大学出版社，2005.

[7] 兰宜生.电子商务物流管理[M].北京：中国财政经济出版社，2001（8）：35-37.

[8] 王红卫.基于WEB的物流信息管理系统的分析与研究[D].西安：西安理工大学，2004.

第2篇：数学建模任务分配范文

关键词:管理运筹学;数学模型;科学计算能力;教学改革

管理科学是对与定量因素有关的管理问题通过应用科学的方法进行辅助管理决策制定的一门学科。管理科学学科的传统名称叫运筹学,作为一门学科,它是建立在科学基础上的知识和技术的总体。管理科学研究只是对问题涉及的定量因素进行分析并且向开明的管理者提出建议。管理者还必须要考虑管理科学领域以外的众多无形的因素,然后根据其最佳判断做出决策。管理科学主要以数学和计算机为工具,以社会科学为基础,尤其是经济学。

1.培养科学计算能力应该是培养现代管理人才的教育目标之一

科学计算能力是指利用现代工具(包括硬件和软件)解决管理科学中计算问题的能力。它包括掌握一种计算软件、建立恰当的数学模型、实现高效的编程和运算、对计算结果做正确的表述和图解等多方面的综合能力。所以提高科学计算能力当然是商学院培养管理人才的一个十分重要的基本环节。作者曾经遇到一位本科毕业生,他的毕业论文题目是《新人民币汇率制度下我国外汇储备币种结构研究》。外汇储备是一个国家国际清偿力的重要组成部分,同时对于平衡国际收支、稳定汇率有重要的影响。中国外汇储备(不含港澳台)的主要组成部分是美元资产,其主要持有形式是美国国债和机构债券。而就目前国内的外汇管理体制而言,总量管理受制于国际社会对于人民币汇率的评估:当外界预期人民币汇率上升时,大量资金涌入国内,外汇储备迅速膨胀,而当外界预期人民币汇率下降时,资金外逃则使得外汇储备总量下滑,这就在很大程度上限制了中央银行发挥这方面功能的条件。在这一背景下,对外汇储备的结构管理尤其是币种结构管理就显得尤为重要。该学生主要利用哈里马克维茨(Harry Markowitz)和威廉夏普(William Sharpe)创立的均值――方差理论建立一个非线性数学模型,对我国外汇储备进行实证分析研究,以确定外汇储备的最佳结构。他的主要问题是什么呢?复杂的数学模型建立了,可是计算不出结果。

造成这种结果的原因大致有两个:一、商学院的学生学习管理运筹学时,艰深的数学理论让他们捉襟见肘。近年来,高校连年扩招,高考入学比例逐年攀升。有些文科生的数学基础及其能力与理工科学生相比存在着较大差异,这就造成了学生数学基础参差不齐,给教授管理运筹学带来了客观上的困难。另外,在中国管理运筹学的教材还是20年前的老面孔,往往比较侧重基本原理和算法的陈述,过于强调数学公式及其推导,较少使用计算机,与现代化管理脱轨。许多商学院的学生在选择管理运筹学课程和教材时表现出了相对大的焦虑和怀疑,焦虑的主要原因是管理运筹学是一门高度抽象化、高度数学化的学科,而这也使得大多数人对于管理科学方法能否处理实际管理问题产生了怀疑。二、历史原因。20世纪90年代,计算机取代了计算器,成为了主要的计算工具,它的标志是个人计算机的普及和科学计算软件的成熟。这些软件的特点是用矩阵和数组为模型,可以对海量数据进行计算。然而,计算机取代计算器不是一蹴而就的,必须有意识的纳入到教学计划中去。中国的大学几乎还没有给学生进行以计算机为计算工具的教育。直到现在情况并没有根本变化,我国在大学课程中使用计算机方面与世界各国的差距在不断加大,从大部分课程的教学大纲和教材中可见一斑,因为它们没有反映出计算机在课程教学中的应用。在1990年代中期,国外大量课程的教材都已经采用数学软件来做分析和计算,而国内教材都比国外滞后,《线性代数》教材的差距在10年以上,因为国外所有《线性代数》都用了数学软件。大家知道现在国际上比较流行的运筹学软件主要有MATLAB优化工具箱、LINDO、LINGO优化工具箱,而它们的使用都要建立在矩阵、数组的基础上。矩阵、数组之所以重要是因为它提供了一种规范化表示和计算海量数据群的形式。在这里特别强调一点,欧美各高等院校MATLAB已经成为《线性代数》、《时间序列分析》等诸多课程的基本教学工具,成为大学生、硕士生以及博士生必须掌握的基本技能。在设计研究单位和工业部门,MATLAB已经被广泛的用于研究和解决各种具体的工程问题。然而,让我们的学生学习以上这些比较复杂的专业软件是有一定难度的。

2.改革理念:需求牵引、技术推动

先回顾一下处理管理中的实际问题的一般步骤:1.定义问题和收集数据。管理者必须鉴别出所要考虑的问题以及确定研究的合理目标,然后可能会在收集与问题相关的数据时花费很长的时间。2.构建模型(一般为数学模型)。商业数学模型同一般的数学模型一样也有其描述问题本质的等式和相应的数学表达式组成的系统。3.从模型中形成一个对问题进行求解的基于计算机的程序。一个设计完好的数学模型的完美之处在于它能够在计算机上运行数学程序对问题进行求解。4.测试模型、修正模型,应用模型分析问题并给出管理建议。从处理管理问题的步骤可以看出,数据的收集和模型的建立是非常关键的,而这两点分别与统计学和管理运筹学建模及其求解有关系。统计学教学中,统计开放实验是一个非常重要的环节,它将统计学基础方法与软件的处理技术相结合,提高读者借助统计分析工具,利用统计思想、方法解决实际问题的能力。许多的统计学软件不断地被应用到统计学开放实验的课程中,而且大多数人会认为这些统计软件会比Excel电子表格软件更高级。然而,大多数管理者和其他从业者们都直接选择Excel电子表格软件。这与当前的商务环境、世界计算环境对Excel电子表格软件的应用的大量需求有直接关系。值得庆幸的是,Excel电子表格软件也提供了管理运筹学建模及其求解的功能――规划求解功能。美国高校的管理运筹学从思想、内容、方法和手段都发生了根本的转变,其主要表现为美国各个大学已经普遍采用“Excel电子表格”。使用电子表格已经成为管理运筹学的一个明显的潮流。在美国管理运筹学用的较多的教材是《数据、模型与决策――运用电子表格建模与案例研究》,作者通过运用电子Excel表格对所有建立的数学模型进行求解,一方面使读者的注意力始终集中于解决实际问题的重点和难点――分析问题的思想方法和提炼数学模型的技巧上,另一方面使得读者掌握了分析求解的工具,能够对求解所得的结果进行分析,进而对管理实际问题做出决策。

3.案例比较

例:任务分配问题。某车间有甲、乙两台机床,可用于加工三种工件.假定这两台车床的可用台时数分别为800和900,三种工件的数量分别为400、600和500,且已知用三种不同车床加工单位数量不同工件所需的台时数和加工费用如下表.问怎样分配车床的加工任务,才能既满足加工工件的要求,又使加工费用最低?

解:设在甲车床上加工工件1、2、3的数量分别为x1、x2、x3,在乙车床上加工工件1、2、3的数量分别为x4、x5、x6,可建立以下线性规划模型:

运用MATLAB优化工具箱编写M文件如下:

f = [13 9 10 11 12 8];A =[0.4 1.1 1 0 0 0

0 0 0 0.5 1.2 1.3];b = [800; 900];

Aeq=[1 0 0 1 0 0

0 1 0 0 1 0

0 0 1 0 0 1]; beq=[400 600 500];vlb = zeros(6,1);vub=[];

[x,fval] = linprog(f,A,b,Aeq,beq,vlb,vub)

结果: x = 0.0000

600.0000

0.0000

400.0000

0.0000

500.0000

fval =1.3800e+004

即在甲机床上加工600个工件2,在乙机床上加工400个工件1、500个工件3,可在满足条件的情况下使总加工费最小为13800。

若使用Excel电子表格的规划求解功能,同样也可以得到比较漂亮的结果,而且还可以得到敏感性分析报告。

4.运筹学开放实验

运筹学开放实验与管理运筹学理论教学同步进行。

目的:充分发挥Excel电子表格软件这一先进的计算机工具的强大功能,改变传统的教学手段和教学方法,将软件的应用引入到课堂教学,理论与应用相结合。丰富教学内容,提高学生的学习兴趣。

要求:能用Excel电子表格软件中的规划求解功能求解运筹学中常见的数学模型。

实验项目名称和学时分配

5.结束语

第3篇：数学建模任务分配范文

参考文献：

[1]张从军，时洪波，鲍远圣，陈美霞.线性代数[M].复旦大学出版社.

[2]蔡霞.我国高校经济数学教学的缺失及对策探讨[J].企业家天地（下半月版），2009，（10）：149-150.

第4篇：数学建模任务分配范文

CG的由来

CG是英语Computer Graphics的缩写，是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。简单地说，计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。

利用计算机技术进行视觉设计和生产。它既包括技术也包括艺术，几乎涵盖了利用计算机技术进行的所有的视觉艺术创作活动，如平面设计、网页设计、三维动画、影视特效、多媒体技术，以及计算机辅助设计的建筑设计等。现在CG的概念正在扩大，已经形成一个可观的经济产业，我们提到CG时，一般可以指以下四个主要领域：CG艺术与设计、游戏软件、动画、漫画。

CG动画指电脑制作动画，就是电脑原先就制作好了的动画，主机只需要播放就可以了。跟它相对应的是即时演算动画，是一段程序需要主机进行计算才能播放出的动画。一般来说，CG动画的画面要比即时演算的强上不少，占用的空间也比即时演算的要少。但是CG动画缺少变化性，无法即时更改动作。

在电影特技中的应用

计算机动画的一个重要应用就是制作电影特技 可以说电影特技的发展和计算机动画的发展是相互促进的。1987年由著名的计算机动画专家塔尔曼夫妇领导的MIRA 实验室制作了一部七分钟的计算机动画片《相会在蒙特利尔》 再现了国际影星玛丽莲·梦露的风采。1988年，美国电影《谁陷害了兔子罗杰》（Who Framed Roger Rabbit？）中二维动画人物和真实演员的完美结合，令人瞠目结舌、叹为观止 其中用了不少计算机动画处理。1991年美国电影《终结者II：世界末日》展现了奇妙的计算机技术。此外，还有《侏罗纪公园》（Jurassic Park）、《狮子王》、《玩具总动员》（Toy Story）等。

行业趋势

计算机图形学狭义上是一种研究基于物理定律、经验方法以及认知原理，使用各种数学算法处理二维或三维图形数据，生成可视数据表现的科学。它是计算机科学的一个分支领域与应用方向，主要关注数字合成与操作视觉的图形内容。广义上来看，计算机图形学不仅包含了从三维图形建模、绘制到动画的过程，同时也包括了对二维矢量图形以及图像视频融合处理的研究。计算机图形学经过将近40年的发展，已进入了较为成熟的发展期。目前，其主要应用领域包括计算机辅助设计与加工，影视动漫，军事仿真，医学图像处理，气象、地质、财经和电磁等的科学可视化等。由于计算机图形学在这些领域的成功运用，特别是在迅猛发展的动漫产业中，带来了可观的经济效益。动漫产业是目前各国优先发展的绿色产业，具有高科技、高投入与高产出等特点。据统计，截至2009年3月，美国动画梦工厂所拍摄的三维动画片《怪物史莱克II》在预算为1.5亿美元的情况下，获得了超过9.2亿的全球累计票房。而我国在2008年度共制作完成的国产电视动画片249部，计131042分钟，与2007年度相比增加了近28%。另一方面，由于这些领域应用的推动，也给计算机图形学的发展提供了新的发展机遇与挑战。

图形渲染是整个图形学发展的核心。在计算机辅助设计，影视动漫以及各类可视化应用中都对图形渲染结果的高真实感提出了很高的要求。同时，由于显示设备的快速发展，人们要求能提供高清分辨率（1920x1080），进一步要能达到数字电影所能播放的4K分辨率（4096x2060）；色彩的动态范围也希望从原来每个通道的8Bit提高到10bit及以上。虽然已有的图形学方法已经能较为真实地再现各类视觉效果，然而为了能提供高分辨率高动态的渲染效果，必须消耗非常可观的计算能力。一帧精美的高清分辨率图像，单机渲染往往需要耗费数小时至数十小时。为此，传统方法主要采用分布式系统，将渲染任务分配到集群渲染节点中。即使这样，也需要使用上千台计算机，耗费数月时间才能完成一部标准90分钟长度的影片渲染。

计算机图形学在追求真实感方向的研究发展已进入一个发展的平台期，基本上各种真实感特效在不计较计算代价的前提下均能较好得以重现。然而，人们创造和生成图片的终极目的不仅仅是展现真实的世界，更重要的是表达所需要传达的信息。例如，在一个所需要描绘的场景中每个对象和元素都有其相关需要传达的信息，可根据重要度不同可采用不同的绘制策略来进行分层渲染再加以融合，最终合成具有一定表意性的图像。为此，研究者已经开始研究如何与图像处理、人工智能、心理认知等领域相结合，探索合适表意性图形生成方法。而这一技术趋势的兴起，实际上延续了已有的非真实感绘制研究中的若干进展，必将在未来有更多的发展。

总 结

CG技术随着计算机技术的发展，开始为影视视觉服务，从最早pixar开始运用电脑将手绘的二维动画往三维CG动画发展，影视动画就开始蓬勃发展，从1995年pixar公司的《玩具总动员》成功上映，到2011年《变形金刚3》《怪物史瑞克3》站上电影票房之巅。无不预示着电影动画的发展前景。而中国第一部全三维动画电影有环球数码制作的《魔比斯环》在2006年成功上映奠定了中国CG影视的第一步，到今中国CG不断发展，衍生出很多CG影视公司，拉动了整个产业的发展和就业。未来中国CG动画还将蓬勃发展。

（作者单位：辽宁科技大学）

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第5篇：数学建模任务分配范文

关键词：动漫专业；项目教学；探索研究；课程

根据“以服务为宗旨，以就业为导向”的职业教育办学指导思想，各大高职院校都在教育课程改革以及人才培养模式进行思考、探讨研究。最终得出以就业技能实际出发，在教学过程中以采用任务驱动、角色扮演、项目导向等多种教学方法为主，加深学生对实际项目的了解及促进对核心技术的掌握。那是不是任何专业任何课程都能采用如此的人才培养模式呢？本文以动漫专业为例，对在日常教学中项目进课堂需要具备的条件及如何具体操作进行探索、分析、研究。

一、首先分析什么样的课程适合引进项目

不管什么专业，大多数学生进入学校之前深入了解的并不多，不可能一上课就进入项目的制作。要参与项目制作，首先必须具备一定的专业理论知识及专业技能水平，而学习过程又是一种循序渐进的过程。一般专业的人才培养都是由公共基础课、专业基础课、专业核心课、综合技能课等组成。

在进入真正的专业核心技术学习之前都要有前沿课程作为专业基础课程，在核心技术学习完后，会有1-2门专业综合技能课通过一个综合项目对学生所学知识进行强化综合训练。在这几类课程中，公共基础课与专业基础课因为都是以比较基础的知识教授与练习为主，直接应用基础知识就能够完成的项目比较少，因此直接将项目引进基础课是比较难的。比如动漫专业的基础课一般是一些美术基础课及电脑软件基础课，仅仅是对美术基本功、审美及电脑操作熟练度进行强化，为之后的学习与创作打下基础，但还没有掌握真正的动漫画项目制作的核心技术。而专业核心课则是在掌握了基础课后对专业的核心技术进行逐步学习。主要包括动画前期，动画中期、动画后期三个部分，而在中期又分二维动画和三维动画两个方向，一般为了学生知识掌握全面，就业面更广，会根据动画制作流程进行课程设置。动画前期课程有：分镜头设计、动画造型基础、动画运动规律等；动画中期课程有：二维方向主要为原动画设计，一般会包含在动画运动规律及二维动画制作课程中。三维方向有创建模型、材质贴图、骨骼绑定与刷权重，调动画、灯光渲染等，一般包含在三维建模与三维动画课程中；后期课程主要有影视后期特效与非线性编辑课程。在核心课程，如果课时量够大的情况下，是可以在正常学习完核心技术的同时，引进一些微小项目进行锻炼。如：二维动画的原动画制作，可以将一些公司外包的简单的调动画任务分配给学生进行制作；在动画造型课中可以设计一些吉祥物，或为剧本设计一些角色等。在三维课程中可以将一些真实项目的模型、调动画等单个模块的小项目拿给学生进行练习；在后期中可以尝试做一些简单的特效及视频合成等。总之，在核心课程中适合引入课堂的必须是一些比较单一的、简单的项目。最后的综合技能课一般以动画创作及毕业设计的形式出现。这两门课程的综合性比较强，可以说是前面课程的集合应用。在动画创作课程中就非常适合引进一个比较完整的动画项目，但这个项目的大小与难易程度必须要根据学生的实际情况与课时量多少等因素掌握好。

二、在项目进课程之前要对项目、课程的教学内容及制作分工进行分析

在动画教学中，虽然核心课程和综合实训课程是可以引进项目的，但对于项目的难易程度，需要的时间，与课程内容的吻合程度，预测是否会遇到难题，会遇到什么样的难题，该如何解决等都要有一个初步的分析与规划。另外，是单人制作还是团队合作，如果团队合作，几个人为一组、如何分组更合适， 是强强联合还是强弱互帮式，团队合作中意见不统一时如何协调等都是在项目进课程前必须考虑到的问题。

动画教学中，核心课程多以单个模块的内容出现，对单个模块进行强化学习，相对教学内容比较单一，可以引进的项目也就比较单一，为了让每个学生能够更好的掌握该模块的知识点，建议引进的项目以个人为单位进行制作，这样才可以达到让每个同学都能参与该模块的相关项目，巩固所学的知识，同时，同学之间可以相互探讨制作经验及技巧，了解自己对该模块的工作内容是否有兴趣和毕业后择选工作的方向。

而动画综合实训课综合性和自由性比较强，可以引进一个中小型的综合性项目，如二维动画或三维动画创作。作为综合性项目，在实际公司中会有专门的项目分工，那么我们在实际上课中也可以采用项目分工的形式。对于几个人作为一个团队合适则需根据项目的大小、工作量与难度来确定。以承接3分钟左右的小型项目为例，一个团队3-5人为宜，人数太多容易有人员借机偷懒，且容易出现意见不和，造成同学间感情破裂。组队可以有几种形式，一是强强联合，二是强弱互帮，三是自由组合。这三种都是利弊共存，自由组合相对比较人性化，大多数兴趣相投的同学会选择为一个团队，但更易因为意见不和影响同学感情。因此，本人认为不管哪种合作形式，教师都必须先做好心里辅导，根据项目实际情况进行选择，三者相比较，以自由组合相对较好。因为学生在之前的核心课学习中彼此了解了专业学习情况，对日后就业有了一定的方向感，在创作中可以相互取长补弱，这样更利于学生的日后发展与课程的教学活动开展。当然如果遇到该项目要参加比赛或必须在紧急的规定时间内完成，则可以选择用强强联合的模式。一个团队中必须选出一个小组长做为分工、监督管理与统筹，组长必须是有一定的管理与组织能力且专业水平比较好的同学，这样才更有能力更有说服力去管理和监督组员。同时，任课教师不能就此放松自己的责任和义务，必须以总监制的身份进行严格把控，随时指导，及时处理学生合作过程中存在和遇到的专业技术难题及意见协调等问题。

三、项目的考核与鉴定

很多人认为项目做完就算课程结束了，达到了教学目的，完成了教学任务。

本人认为项目完成后，让学生参与考核与鉴定的过程也是非常重要的，动漫相关项目的成品主要是图片或视频类等，因为都是以可视化的形式呈现在大家面前，所以本人通常会用让学生进行答辩的形式参与考核。根据每门课的实际情况，可以邀请一些校外行业专家，校内相关专业任课教师或学生评委等参与到考核与鉴定中来，甚至还可以通过办作品展以及借助于网络投票等形式，这样才能真正达到交流与学习的目的。

项目的考核与鉴定这个过程是非常重要的，学生完成作品会有一定的成就感，在自述作品与答辩时，会对自己的作品更客观的审视和解说，对作品的优缺点能够更清晰明确，通过评委提问及指出问题能够更深入的解读自己的作品。校外行业专家的点评会更有专业性及行业需求代表性，他们会反映一些更实用更专业的技术经验，对于优秀的学生可能会吸纳到公司，这样对学生来说比较公平且有说服力，同时还能够促进学生就业工作。校内专任教师能够更了解现在学生的专业学习水平，也可以为学生的作品提一些合理的建议，在日后的上课中有一些参考与启发，更清晰对本专业的教学思路。学生之间互评的形式可以达到相互学习与鞭笞的作用，更能够从别人的作品中得到启发，为日后的创作积累经验。互联网投票及作品展，能够让更多的人了解我们的专业水平及为我们的专业发展集思广益，同时让学生能够更正视自己的作品的影响力，更能激发学生创作的动力。

结束语：综上所述，动漫专业人才培养模式能够适合“以服务为宗旨，以就业为导向”的职业教育的改革，在教学中可以采用项目导向等方法将项目合理引进相关课堂，但是不是全部课程都适用，对可以引入的课程也不能盲目的进行操作，必须对项目、学生专业情况、课程教学内容、现阶段具备的条件及所需的条件、具体的实施方案、考核方案等进行探索、分析、研究及论证，条件成熟时则可以将动漫项目引进教学课堂。

参考文献

[1]高职教育项目化教学课程考核标准的研究与探索 蔡慧芳 曹茂庆 【职业技术】2010年01期

第6篇：数学建模任务分配范文

云计算提供的资源服务从具体应用角度分为三个层次，即软件即服务（SaaS)、平台即服务（PaaS)和基础设施即服务（IaaS)。这三个层次分别侧重于不同的应用，但是它们包含着相同的问题，即资源、任务调度问题。如Amazon的弹性云需要通过合理的调度保证各虚拟机的利用率；八百客的在线ERP系统更需要合理的任务调度，才能提高用户的满意度和忠诚度。调度问题是云计算中的一个重要问题，直接关系到云服务的稳定性、资源的使用效率、用户的满意程度和运营成本。

因此，对云计算调度问题的研究无论从理论技术本身还是实际应用价值方面都有非常重要的意义。

1云计算调度概述

虽然可以将云计算看成是分布式处理、并行处理和网格计算的发展和商业实现，但是云计算与它们还是有很大的不同，如资源聚合与共享方式、任务提交方式等，故云计算调度也有其自身特点。

1.1云计算调度目标

云计算调度的目标就是对用户提交的任务实现最优调度，并设法提高云计算系统的总体吞吐率。具体的目标包括最优跨度（optimalmakespan)、月艮务质量（qualityofservice，QoS)、负载均衡（loadbalancing)、经济原则（economicprinciples)等。

a)最优跨度。跨度是调度中很重要且常见的目标，用户都希望自己的任务能在最短时间内完成。实现最优跨度是用户和云计算的共同目标。

b)QoS。云计算调度系统必须保障用户的QoS。一方面需要根据应用特征提高资源的发现效率和准确性，保证用户服务的性能QoS；另一方面针对用户的状态变迁，动态进行资源选择和重定向，满足用户的经济QoS，有效地提高用户满意度。因此这一目标是用户的保障也是云计算能长久持续发展的关键。

c)负载均衡。由于云计算平台中的计算机数量非常庞大，组成复杂，加上不同云计算平台的异构性，使得目前云计算中负载均衡的实现成为一个具有挑战性的问题。

d)经济原则。云计算的超大规模及其商业运营模式，使得其经济因素成为要重点考虑的调度指标。市场经济驱动的资源使用者和资源提供者互惠互利，才能使云计算这一面向普适商业应用的计算模式长久地发展下去。

1.2云计算中的资源调度特点

云计算调度与其他计算模式中的调度相比有其自身特点。

a)资源环境。云环境下资源的配置差异较大，可能是高性能集群、性能较高的服务器、普通PC机或是各种硬件资源上的虚拟机环境，所以资源的计算能力、存储能力、带宽等因素具有较大差异。

b)云计算调度是面向异构平台、大规模、非集中式的，因此云计算调度必须面向异构平台，并在这些平台上以分布、并行的方式进行资源任务的管理与调度。

c)约束条件。在传统的分布式计算中，系统性能最优即是最终目标。而在云环境中，云服务商提供资源/服务，用户按需付费。因此，云环境中的调度问题必须考虑成本约束，如任务截止完成时间、用户支付费用及运营商提供成本等因素。

d)优化目标。云环境中不仅注重资源利用率及系统性能的提高，而且要保证用户的QoS需求，尽可能地实现资源供给与消费的双赢局面。

e)可扩展性和动态适应性。在云计算规模不断扩大、应用不断增长的情况下，云调度必须具有可扩展性，才不至于降低云计算系统性能。另外云资源的动态性是很明显的，因此云调度必须适应这种动态性。

2云计算调度问题研究现状

2.1以性能为中心的调度

以性能为中心一直是调度研究的重点，这类调度是以调度性能作为最终目标，如任务最早完成时间、最优跨度等。目前研究和使用比较广泛的算法包括Min-Min算法、Max-Min算法、遗传算法（GA)、蚁群算法、贪婪算法和模拟退火算法等。

IBM云计算平台采用的是以性能优先的调度策略0。李建峰等人3基于MapReduce模型，提出了一种具有双适应度的遗传算法（DFGA)，注重作业的平均完成时间；汤小春等人4提出了一种基于元区间的分配决策算法；华夏渝等人5提出一种基于蚁群优化的资源分配算法。

另外虚拟资源的调度是目前云计算调度的研究热点，如Intel公司6研究了虚拟资源间的竞争关系，对虚拟机间由于竞争关系所带来的性能下降进行了建模，并以此为基础提出了预测虚拟资源竞争的模型。国内的学者如Kong等人提出一种在虚拟化的数据中心中基于模糊预测的有效的任务调度方法，该方法以时间和可靠性为目标，建立了以模糊规则为预测的模型，提出基于模糊规则预测的调度算法。孙瑞锋等人提出了一种租借理论与动态多级资源池相结合的调度策略，减少资源空闲时间，提高了资源利用率。而Song等人则提出了一种在虚拟化的数据中心中以多层调度器为核心的调度模型。Freeman等人提出一种方法将VM提供模型集成到现有的资源管理框架中，采用两级调度的方法将对VM的管理集成到批调度器中，向用户提供尽可能多的调度服务，但目前不支持虚拟资源的预定服务。传统的调度器对短期租赁请求调度时，要完成严格的预定资源服务租赁是很困难的。So-tomayor等人提出使用虚拟机的无缝挂起和恢复计算的能力来解决这个问题，即对于可用性要求不太严格的批量计算任务，调度器先挂起当前计算任务，然后去完成具有严格可用性要求的作业，如预定资源的作业。

2.2以服务质量为中心的调度

由于云计算的商业应用，保障用户的QoS是十分必要的，它关系到用户使用云计算的体验，是云计算能否持久发展的关键。因此基于QoS的调度往往不仅要以最小完成时间或最优跨度为目标，还需要考虑到服务质量等问题。

目前已有很多基于QoS的研究，He等人对Min-Min算法进行了改进，根据用户是否有QoS需求进行系统吞吐率的优化。Chanhan等人根据加权平均执行时间进行资源选择，将网带宽作为QoS属性，把任务分为高QoS与低QoS需求两种类别，对于高QoS的任务优先调度，与文献思想相近。Xu等人研究了针对云计算中多个工作流的多QoS调度策略，对于不同的用户考虑不同的QoS需求，提出一种云环境下的多作业流多QoS约束的调度策略。阿尔卡特朗讯贝尔实验室的Hao等人提出了一个网络虚拟化架构，用来实现云服务的动态变化和迁移而不影响服务性能，该机制采用集中控制的分布式架构，使用Openflow组件构建，实现了虚拟机的无缝迁移，提高了云服务质量。孙大为等人提出一种基于免疫克隆的偏好多维QoS云计算调度优化算法，结合免疫克隆算法，对用户应用偏好和多维QoS中的用户效用进行量化，给出了多维QoS优化的目标函数，以满足用户的性能QoS和经济QoS。

2.3以经济原则为中心的调度

云计算的超大规模及其商业运营模式，使得其经济因素成为重点考虑的调度指标。HP云数据中心采用的就是成本优先的策略。

Buyya等人提出了面向市场的云计算的概念，以及面向市场的云计算的构架。Deelman等人分析了云计算解决大规模数据处理应用的成本问题，没有考虑启动、停止虚拟机消耗的成本。Assuncao等人分析了使用云计算扩展本地集群的成本问题，考虑了虚拟机启动时消耗的成本，但作了一个假设：云中的资源可以按秒为单位进行申请、配置，测试运行环境的时间和成本不予考虑。代尔夫特理工大学的Yigitbasi等人00设计并实现了C-Meter架构，用来分析云计算的性能。该架构采用了很多评价性能指标，如获取和释放虚拟计算资源的系统开销，以及其他的虚拟化和网络开销等。美国Sandia国家实验室的Brandt等人研究了在云计算环境下实现高性能计算（HPC)的问题，云计算环境中有大规模的资源，可以为高性能计算提供便利条件，并且节省投资。由于HPC对可靠性有着严格的要求，因此需要对云计算资源进行有效的监控和管理。澳大利亚墨尔本大学的Buyya等人提出了基于市场的资源定位的云计算架构，并给出了基于市场的资源管理策略，以支持服务级协商（SLA)的资源定位。葛新等人提出了一种基于计算强度的调度策略，即计算量大的任务往计算能力强的集群调度，计算量小的任务往计算能力弱的集群调度。对于追求经济效益高而对时间需求不敏感的应用，可选择申请计算能力较弱的云环境；有严格时间约束的，可以申请计算能力较强的云资源，以此达到降低成本的目的。尹等人[24提出了一种实时满足运营商资源最高效益的动态调度方法，即每次新加入用户时，新加入的用户资源和先前分配的资源一起重新在所有服务器上规划，进行全局虚拟机调度，迁移那些能给系统带来足够效益的部分虚拟机，完成全局最优的虚拟机部署。该方法对云中资源进行了合理的高效益规划，可节约运营商成本，提高云中资源利用率，并降低能耗。

上述分类并非完全囊括所有分类方式，也并非完全正交，如基于负载均衡的调度可归结到以性能为中心的调度，但它也涉及经济原则。而事实上很多研究是满足多目标的，既满足性能需求又考虑用户QoS，同时又兼顾经济指标，如Amazon云计算调度策略结合了成本优先、满足不同用户需求、负载均衡和高可靠性等策略[25]。Prodan等人[26提出的基于CDA(contin?uousdoubleauction)模型的资源调度方法，以达到用户为中心的指标（完成时间、预算花费等）和资源提供商为中心的指标(资源利用率、收益和吞吐量等）的平衡。Mezmaz等人[27提出的多目标混合遗传算法，采用DVS(dynamicvoltagescaling)的方法来减少能量消耗，同时兼顾调度完成时间。

3典型调度方法及系统

目前，云计算调度管理是云服务商及云计算研究的重点和难点。各大云计算厂商根据自己已有架构搭建云平台，并根据自己资源的特点采用不同的调度策略。其中较为着名的是Amazon云计算平台、IBM蓝云平台及Google云计算平台。另外，OpenNebula和Eucalyptus也是比较有影响的云计算平台。

1)Amazon云计算平台Amazon[2是目前公认推广云计算应用最为成功的厂家之一，它成功推出了EC2、SQS、S3和SimpleDB等近十种云服务。它的调度策略基本上结合了经济成本和性能优先的调度方式。首先将其提供的计算资源分为八类，并说明其资源配置及每小时费用，为实现成本优先，采用了不同地域成本不同的收费调度分配策略，供用户选择，而性能方面主要由用户选择预先配置好的虚拟服务器；然后用户根据自己业务需求提出租用请求（资源种类、数量和时间）并在线提交；最后调度算法根据用户特征和使用资源的信息找到合适的资源，并将资源信息反馈给用户，以供用户使用。

2)IBM蓝云专用服务器IBM云计算平台总体采用的是性能优先的策略。采用虚拟机监控进行资源分配28。用虚拟机实现计算平台与物理节点的映射，并随着物理节点性能状态的变化进行动态迁移，以满足任务需求或负载均衡。将资源监控和管理以及任务分配和调度策略加入到虚拟机中，能大大简化云调度过程。

IBM云平台的资源分配与任务调度具体采用专用的资源监控和作业调度器来管理系统资源调度。如IBM蓝云采用Tivoll系列产品来完成云环境的资源监测、分配、作业调度和系统负载均衡控制。这种方式体现了目前云计算的通用管理模式，即虚拟化技术的支持，能简化调度过程。

3)Google云计算平台的MapReduce调度Google提出的MapReduce编程模式，是一个用于大规模数据处理的分布式计算模型，同时也是一种高效的任务调度模型。

MapReduce主要采用集中式调度模式，因此只有一个主调度器。所有的调度请求都必须提交给主调度器，由主调度器决定如何分配资源、响应用户请求、管理资源等工作。调度模型的整个计算过程由master、worker和user三种线程完成[29]。其中master线程相当于整个集中式系统的中央调度器，完成数据分割、任务调度和均衡控制等；worker线程接收来自master线程的任务，从而进行具体的任务执行工作，如数据处理和运算等，并把数据传送至相应存储位置；user线程是用户线程。

事实上不仅是Google，Yahoo和IBM等很多云平台也都在基础架构上采用了MapReduce的设计思想。

4)Hadoop适用于海量信息处理的Hadoop是一个在集群上运行大型数据库处理应用程序的开放式源代码框架，它支持通过MapReduce来创建并执行应用程序。

Hadoop平台采用的是主从式调度模式，由一个称为Job-packer的主节点控制整个系统的作业调度。主节点采用先来先服务（FIFO)调度算法。其余节点为TaskTracker，在它们空闲时向JobTracker请求分配任务。从节点采用贪婪算法，默认的调度算法总是试图找到距离客户数据最近的从节点以便大的数据量不必通过远距离的网络传输；若从节点忙，任务可被分配至其他节点。

调度作为Hadoop平台的核心技术之一，目前尚处于基础阶段，特别是现有的作业调度算法均存在着一些不足之处。比如FIFO调度算法在一个生产型作业之后，它将长期使用系统资源，在这个作业提交之后的交互型作业由于迟迟得不到系统资源而不能及时处理，从而影响系统的交互能力和用户的使用体验。

5)OpenNebulaOpenNebula3031]是一个开源的虚拟架构引擎，它主要用来在物理资源池上部署、监控和管理虚拟机的运行。它采用层次式调度模式，其中ONED是OpenNebula的核心服务进程，包括虚拟化管理模块和任务调度模块。

芝加哥大学的Sotomayor等人32以OpenNebula为平台，提出了名为Haizea的虚拟资源租约管理器，虚拟资源按照不同的策略以租约的形式提供给用户。OpenNebula利用AmazonEC2接口结合Haizea实现了混合云的调度与管理工作。

6)EucalyptusEucalyptus34355是由美国加利福尼亚大学开发的一个开源软件基础架构。它采用的是层次式调度模式，其中CM(cloudmanager)中的资源服务层主要用于完成资源分配和监控。

对于其资源调度问题，目前是通过监测负载平衡日志和监测响应时间来进行。资源调度算法读取实时的负载平衡器日志，并计算每个虚拟机每60s在集群中的平均响应时间。当监测到虚拟机的平均响应时间超过需要的反应时间，它将开启一个或多个新虚拟机来满足需求，相应地也可在系统负载低时减少虚拟机。

4问题分析与展望

通过以上调研分析发现，与传统调度的研究重点不同，现有关于云调度的研究侧重虚拟资源调度，这是因为云资源是以虚拟资源为核心的。由于云计算的商业应用模式，现在的研究多偏向于以经济原则为中心的调度，如降低成本、减少能耗。同时商业应用模式下云计算用户的使用体验也是十分关键的，因此保障用户QoS也是很多学者关注的。

4.1存在的问题

目前云计算调度方面的研究取得了一些成果，但也存在一些问题。具体如下：

a)现有调度大多忽略了云计算面向服务的特点。云环境将基础物理设施、平台、应用程序及软件都打包成服务的形式向外提供服务，与传统的任务调度、作业调度及工作流调度有一定的区别。云计算要为互联网上的各类用户提供多样化服务，不同用户的需求也不尽相同，如有些用户需要实时性保证，有些用户则希望费用低廉。目前对云平台下调度策略的研究却较少考虑云计算面向服务的特点，且调度策略过于简单，不能很好地满足用户的服务需求并兼顾整体性能和经济成本问题。

b)缺少云计算下的任务模型。云计算中的各种资源调度策略只有经过合适的任务模型的检验才具有更高的实用性。但在当前云环境下，由于缺少云计算方面的任务曰志，大多数研究者仍采用单纯的数学模型或使用已经存在的并行系统下的任务模型进行资源调度策略的评测。由于这些任务模型不是根据具体云环境下运行的任务负载构建出的，得出的实验结果的说服力不足，所以在云环境下构建合适任务模型便成为了—个急需解决的问题。

c)缺少对云资源的动态可用性评估。当前云计算中还没有比较成熟的资源可用性评估系统。目前，分布式系统和网格环境中也有一些资源评估预测系统，这些系统可集成到各种调度系统或资源管理系统中，为调度提供依据。但是由于这些评估模型不是云环境下构建出的，不一定适合云计算环境。云资源工作负载的动态性导致资源可用能力存在较大的不确定性，资源可用度和可用能力信息的掌握对系统选择最佳的资源一任务调度有着直接的指导作用，因此准确掌握资源动态可用能力信息对调度决策的制定起着至关重要的作用。

d)不能很好兼顾云计算用户和运营商双方利益。现有研究多是从保障用户QoS、服务费用和SLA角度，要么从运营商角度降低成本、减少能耗、优化虚拟资源规划。如何能使得市场经济驱动的资源提供与消费双方互惠互利，这是当前云计算调度需要侧重考虑的问题，因为只有这样才能保证云计算长久地发展下去。

4.2展望

尽管云计算调度已经取得了一些研究成果，但是随着云计算的发展，云计算调度仍需要进行深入研究。

a)云计算需要建立有效灵活的模型为调度提供实时性能信息。云资源动态可用性评估模型能在较大程度上保障系统选择最佳的资源一任务调度，构建适合云环境的任务模型能更有效地评估云中提出的各种虚拟资源调度策略的性能。考虑到云计算面向服务的特点，根据不同的应用需求提供灵活的调度机制。

b)云计算中实现虚拟共享资源的动态管理分配。目前大多数云计算平台的数据中心（包括IBM、AmazonEC2等）的资源分配管理还是静态的，即在建立和使用云资源时预先配置一定数量的设备，这样很容易造成过度配置资源或过低配置资源两种极端情况36。因此根据负载情况动态地分配/释放相关资源以达到提高资源利用率和提高服务质量并降低成本的目标将是很有价值的研究。

c)需要考虑云计算用户和运营商双方利益。云计算的商业模式使得这一点成为云计算长久持续发展的必要条件。

d)考虑采用多级和分布式的资源数据中心，设计动态综合调度策略和算法。目前已有一些学者对此进行研究，但多是实验模拟阶段。

综上所述，如果能从模型高效和算法高效两个层面出发，兼顾云计算调度双方（云计算用户和运营商）的利益，并通过任务模型对调度策略进行验证，将会使得云计算中的资源调度更高效，更有利于云计算的健康持久发展。

5结束语

第7篇：数学建模任务分配范文

>> 浅谈教师在教学活动中的魅力 浅谈教师在教学活动中的角色转换 教师在教学活动中应保持良好的情绪 浅谈语文教师在教学活动中的角色 教师在教学活动中评价水平的现状调查 新课标下教师在教学活动中的作用 尊重在教师教学管理中的应用 谈教师在教学管理中的角色 教师如何组织创意美术教学活动 “慢”在教学活动中的作用 在教学活动中开展角色游戏 实践活动在教学中的作用 数学教师在教学活动中应把握的三个理念 浅谈幼儿教师在教学活动中的主导作用 教师情感因素在教育教学活动中的效能作用 论高校思政课教师在教学活动中的作用 在教学活动中教师如何培养学生的实验能力 如何提高教师在教学活动中对幼儿观察力的培养 英语教师在教学中的位置 浅议教师在教学中的反思 常见问题解答 当前所在位置：中国 > 教育 > 改善教学组织管理是扭转教师在教学活动中 改善教学组织管理是扭转教师在教学活动中 杂志之家、写作服务和杂志订阅支持对公帐户付款！安全又可靠！ document.write("作者： 强胜")

申明:本网站内容仅用于学术交流，如有侵犯您的权益，请及时告知我们，本站将立即删除有关内容。 摘 要：现行的教学管理模式和机制还不适应我国高等教育注重内涵发展、提高质量的新形势。本文列举了基层教学组织涣散、教授治学机制失灵以及教学考评体系的模糊化等三个方面问题，并提出了恢复基层教学组织、落实和完善教授治学机制以及建立以主客观定性和定量相结合的教学考评体系的建议。 关键词：基层教学组织;教授治学;教学考评体系;教学管理

笔者承担本科生的教学工作已历时数十年，经历了我国恢复高考之后高等教育大发展以及从规模向内涵质量提高发展的过程。因此，也有一些切身感受和由此形成的一些思考。本文主要针对现行教学组织、管理以及教学模式等方面存在的问题进行讨论，以利于在未来的教学工作中进一步完善和提高。 一、恢复基层教学组织以应对教师在课程建设中的作用边缘化

尽管在课程教学活动中仍然要依靠教师，但是，在课程建设和管理过程中，教师被边缘化的现象依然存在。我国高校曾一度学习苏联模式，设立校、系和教研组的三级管理模式，教研组的设立是以核心主干课程为目标的。因此，客观上形成了围绕课程教学聘用教师，组织教研活动，教学经费亦按课程和教学任务分配到教研组的模式。教研组围绕课程教学开展系列课程建设活动，进行教学经验交流，教师在课程建设中的目标和任务以及相应的责权利明确。改革开放之后，特别是20世纪90年代，高等院校一味地学习美国大学模式，设立校、院、系三级管理模式。但是在实际操作过程中，由于系没有赋予任何的权利，所以主要仅有校和院两级管理。特别是进入21世纪以来，由于各大学强调科研水平的内在驱动，人员聘用、考评、团队建设均以科研为导向，几乎完全忽视了课程建设。因此，带来了一系列令人担忧的问题。由于人员招聘没有考虑课程导致以人设课现象严重，课程的教学内容以授课教师的熟悉与否随意取舍，教学资源包括教学经费和仪器设备向院和实验教学中心的集中以及教研组的组织结构的消失导致教师成为独立游离的教学个体，围绕课程的建设被彻底淡化，教师也无法在课程建设中发挥主人翁的作用。而课程建设本身往往是一个需要制订长期发展目标，执著坚持，甚至几代人努力才能达到的。教学本身是一种技能，因此传帮带十分重要，但是教研活动几乎不能正常进行，年轻教师只能靠自己的摸索去积累经验，长此以往，几代人积累和传承的教学经验和教艺将失传。由于教师不掌握教学经费等资源，而掌控资源的院长几乎不可能考虑到具体的每门课程和每位教师的培训和教育活动的参加，教师的教学能力越来越少有机会进修和提高。

建议学校加强以课程为核心的组织建设。针对主干课程设立课程组，以教授领衔实施课程教学任务、团队组建及师资培养等。教授在教学中能够发挥的作用是有限的，可以以教授主持课程的成绩、课程的影响力等作为考核的内容而代之，甚至作为教授定级的主要指标。这样可以最大限度发挥教授在本科教学中的作用。以便应对课程建设和课程教学的弱化以及教师在这一过程中边缘化的现状。 二、确立及完善教授治学机制以发挥教师在课程教学活动中的主导作用

教师在教学活动中的边缘化还体现在教师在课程设置和教学活动过程的机制方面丧失了决定和主导权。专业应该开设什么课程、每门课程设置的教学时数以及课程安排的年级时间等现在已经完全归为教学指导委员会，这只是表面的;实际操作时则主要由分管院长或教学秘书负责完成培养方案的设计、修订及成文。其主要依据一是根据其他院校的培养方案，二是原来的方案，另外，就是根据“需要”。而这种“需要”往往是院长从行政角度考虑现有教师的教学工作量，而不是主要从专业需要或者是学生知识结构的需要去考虑。因此，因人设课不能避免。原因主要是因为以科研为主导的进人机制造成了许多重要课程教师的缺位。此外，跨院课程大多不会尊重承担教学任务教师的要求及课程实际教学需要，而根据行政需要随意增减课时和安排课程教学时间的问题相当普遍。举一个典型的例子，“植物学”是农业院校的专业基础课程，是植物生产类专业的必备基础知识，因为植物生产类专业的研究对象就是植物。植物学需要在一年级开设，原来设计的是大一上（冬季）上形态解剖，主要是室内的切片观察，冬季的植物凋敝不会影响对植物的实验观察;大一下（春季）上植物类群与分类，这样正好与春季植物的生长动态相协调，可以在春暖花开季节观察和解剖多样的植物种类，学习分类和类群。但是，现在许多院系将植物学安排在大一下学期完成，这样待作为基础的形态解剖上完，植物的花早就开完了，直接影响到植物实验材料的获取和学生野外观察植物的实习。因此，课程教学内容安排常常不得不颠倒过来，先上分类然后再上形态与解剖，这是违反植物特征认知规律的。有鉴于此，建议在教学计划及课程设置中，教师的主导作用要能够得到体现，新的教学计划的设定，应该征求相关课程教师的意见，特别是那些专业主干课程需要严格这种机制。

学校及教学主管部门对教学方法、教学模式及教学手段改革十分重视，教师在一线教学工作中会不断探索并积累出不少的先进教学经验和方法。但是，现在面临一个尴尬的局面是，这些好的教学经验的推广与应用得不到应有机制的保障，反过来又实际抑制教师进行教学改革的积极性和主动性。当前，现行教学管理和运行机制中，教师教学质量的考评方式仅从教师间打分、领导打分、学生打分以及督导打分等反映，尽管打分标准设置得很细，但是实际操作中究竟多少标准在起作用，以及是否严格按标准打分均是问题;应用新的教学手段与方法的评价标准可能仅仅是一个指标，没有约束性。因此，只能成为摆设。可能最起作用的标准最终体现的是按部就班、墨守成规的教学，确保安稳的教学秩序成为最高目标。因此，教学中缺少积极学习和应用新的教学方法和手段的内在驱动力。如果能改变现行的教学评价模式，将教学方法和手段的创新等教研活动作为教师教学中的硬性指标，会促进教师在改革创新中的主动性。此外，一线教师产生的积极的教学方法与经验的传承与推广，由于教师在教学活动中的作用沦为“代课教师”的角色，仅被动完成教学任务，机制上没有“能力”去推动这种活动的开展。我校植物学一直以来试行基于网络的以实验为主体的自主学习教学模式改革，并取得了显著的成果，主要特点是压缩教师的讲授，引导学生的自主实验观察和网络学习，可以有效地提高学生自主学习能力和实验技能。虽然曾经在全校不同专业试验均获得成功，并获得国家教学成果奖，但如今一些专业由于课程时间被安排到一学期，阻碍了这种教学模式的实施。正在修订的新一轮培养方案已明确可以解决这个问题。但是，如何建立和理顺相关机制，是当前或今后相当长时间需要思考并加以解决的问题。

建议课程教学内容及教学时间的安排从机制上保证由授课教师主导，严格培养计划的主干核心知识结构的刚性，制订教师采用先进教学模式和方法的激励机制等。 三、软硬指标相结合改革和完善教学质量评价制度的思考

过去实行的教学质量评价工作在规范教师的教学行为、维持正常的教学秩序和保障教学效果方面起到过积极作用。但是，我觉得现行的教学质量评价体系还存在可以进一步完善的地方。目前，似乎有些偏废教学研究和教学建设，仅围着讲台转，有急功近利之嫌，这样对教学的可持续发展十分不利。课程教学是需要积累的，就拿植物学来说，植物学课程今天的发展与传统积累如标本、切片、教学设备、教学手段的网络化及信息化等是密不可分的，老一辈教师确实为我们留下了一批财富，为保障教学质量起到了重要作用。从我的教学观察，虽然我们现在可以买到教学材料如切片等，但是，这些是商品，很多并不适用，学生拿到这些材料去观察，不能看到典型结构，这是误人子弟。比较起来还是我们专业的前辈制作得最好。目前随着现代化过程的加快，除了要继续建设传统的教学条件外，还需要进行新的教学条件建设，如收集大量的植物教学图片，为教学服务。目前的考核指标没有将教学建设纳入就是一个导向性问题，如果年轻教师不投入教学建设，他们的教学水平也不能真正提高。即使年轻教师个人的教学质量一时存在问题（主要是经验上的），如果他能够积极参与教学研究和教学建设，从长期来看，整个课程或教研组教学水平由于教学资源增多和教学条件的改善将得到提高，他们也逐渐会积累经验提高教学质量。实际上考虑教学研究和建设也不会偏废教学过程的考查。此外，从整个教学过程来说，除了“讲台”教学部分外，还应该包括教学准备等前期过程，如课程的建设、教师备课、教学任务认领和教学交流等，这方面也略显考查不够。现行的教学质量考评机制不能普遍调动年轻教师参与教学的积极性，我们建立教学考评体系的目的应该是如何全面考查教师的教学水平、教学能力和从事教学的积极性，有利于促进教师教学水平的持续提高。

下面谈一谈对于教师教学质量评价单位及同行评价办法的建议。

首先该评价方法中可考虑分为两大部分：硬件部分（客观评价）和软件部分（主观评价）。

硬件部分是教学研究和教学建设部分，不需要打分，直接通过所完成的工作情况得到分数，由本人填写上报教学秘书及院、处领导审核。其中所列的诸项中可规定完成其中的3～5项可得满分。这样可以有效引导和鼓励教师积极投入教研和教改活动，甚至对成绩特别突出的可以加分，从而弥补在教学效果上的欠缺，如果一心投入做教学研究，也是贡献，而且此贡献对教学水平提高来说是长远的。

软件部分主要包括教学态度、教学效果，而这二者应该是分别发生的，教学态度更多的是体现在教学发生的前期，教学效果发生在教学进行一段时间之后，特别是被教学者的感受。教学态度、教学效果等分别由学生、督导和教研主任打分，由教学秘书、主管院长及相关领导监督教研主任的打分公正性。而教研主任的教学表现由其教学管理与教学态度组成，由院领导和教学秘书打分。

以往由学院组成的打分组存在许多局限性，没能真正反映出实际的情况，因为某位教师所做出的教研实际成绩是明确的，经许多人打分把明确的东西又模糊化了，往往打分组只凭印象打分。此外，教研主任是负责安排教学的主要负责人，因而教师的教学态度，他（她）最有发言权。此外，这也有利于明确责、权、利的关系，教师应向教研主任负责，而教研主任向院领导负责。

初步设想的各部分的权重见下表（可以进行调整）：

教学质量评价权重表

序号

评价指标

满分

分级评分标准

软件部分：教学态度15%（教研组负责人打分）

1

积极主动承担教学任务，服从单位教学工作安排

10

很好10～9

较好8～7

一般6～

2

承担教研组与教学有关的其他事务性工作

10

积极10～9

能够8～7

一般6～

3

参加教学、教改建设的态度，组里的教研、教改活动的主动性和创造性

10

很好10～9

较好8～7

一般6～

4

备课认真，是否有备课笔记和其他准备

10

很好10～9

较好8～7

一般6～

5

试卷试题的规范、内容涵盖面，批改作业的认真程度等

10

很好10～9

较好8～7

一般6～

硬件部分：30%（不需打分，直接凭硬件得分。完成其中的3～5项应得满分）

1

完成学校规定的教学课时数和教学任务

10

超额完成10

基本完成9～8

未完成7～

2

完成省、部级教学改革研究项目

12

主持12

主要参加10～8

一般参加7～

积极参加校、院级教学改革研究项目

10

主持10

主要参加9～8

一般参加7～

3

发表教学研究论文

10/篇

4

编写重点建设教材

12

主编12

副主编10

参编8～

编写校规划教材或学校组织的自编教材（讲义）

10

主编10

副主编9～8

参编7～

5

课程建设（挂图、模型、投影、幻灯片）

10

主要负责10

主要参加9～8

一般参加7～

课程建设（教学相关资料、素材等的收集和查询）

10

主要负责10

主要参加9～8

一般参加7～

参加省、部级立项的多媒体教学课件建设

12

主持12

主要参加10～

一般参加8～

参加校、院级立项的多媒体教学课件建设

10

主持10

主要参加8～

一般参加6～

6

实验室建设（教学试验室的规划、管理、设备添置等）

10

主要负责10

主要参加9～8

一般参加7～

实验室建设（实验教学的标本、切片、实验材料的制备）

10

主要负责10

主要参加9～8

一般参加7～

实习基地建设（校内外教学实习基地的联络、建设等）

10

主要负责10

主要参加9～8

一般参加7～

7

指导大学生课外数学建模竞赛并获得好成绩

10

一等奖10

二等奖9～8

三等奖7～

指导大学生课外英语演讲比赛并获得好成绩

10

一等奖10

二等奖9～8

三等奖7～

指导大学生课外文艺演出或比赛并获得好成绩

10

一等奖10

二等奖9～8

三等奖7～

软件部分：教学效果55%（分别由督导组10%和学生打分45%）

教学效果（主要包括课堂教学和实验教学）分别按学校现有标准执行

50

很好50～46

较好45～40

一般39～

1

遵纪守时，为人师表，不随意停、调课，对学生要求严格

8

2

实验准备充分，熟悉实验内容及仪器设备

12

3

讲解清楚、准确，示范操作规范

12

4

耐心指导学生，正确、及时处理实验中出现的问题

8

5

对学生实验操作要求严格，认真批阅实验报告

8

6

培养学生求实的科学态度与协作精神

10

7

注重培养学生发现问题、分析问题、解决实际问题的能力

12

8

注重因材施教，引发学习兴趣，启发学生思维

12

9

注重考核方式改革，考试形式多样化

8

10