视频点播系统中的优化模型研究与计算

【摘要】：视频点播系统处理的主要是多媒体数据,而多媒体数据通常占用磁盘空间大、传输带宽高,而且处理时占用的处理器资源较大。在大型的视频点播系统中,由于无法统一分配和管理网络带宽需求的无限性及网络带宽的有限性,容易造成突发性网络拥塞和数据丢失,并发服务用户的数目不是很多,很难满足用户的需求,为了从本质上解决这些问题,有效地降低骨干网络带宽消耗以及对现有带宽资源的充分利用成为视频点播系统的焦点问题,也是迫切需要解决的问题。针对这个问题,本文,建立了三个优化模型,得到了一个线性规划问题、一个多目标规划问题和一个非线性规划问题。分别讨论了解的存在性。针对多目标规划问题给出了一个迭代算法,针对非线性规划模型给出了一个贪婪算法。得到了带宽资源分配的最优方案,在某种程度上,从数学角度降低了骨干网络带宽的消耗,实现了对现有带宽资源的充分利用。 本文取得的主要结果可概括如下: 第二章中,在基于代理的视频点播系统中,以骨干网络带宽的消耗为目标函数,以代理的存储空间为主要约束条件,建立了一个优化模型,得到了一个线性规划问题。讨论了解的存在性及其性质,给出模型的具体解法,用算例说明了模型的有效性。 第三章中,在基于代理的视频点播系统中,为了使现有带宽资源得到充分利用,本章,建立了一个优化模型,得到了一个多目标规划问题。讨论了解的存在性,并且针对该问题给出了一个迭代算法,用算例说明了模型的有效性。 第四章中,在基于代理的视频点播系统中结合补丁策略,以骨干网络带宽的消耗为目标函数,以代理的存储空间以及补丁(Patching)窗口为主要约束条件,建立了一个优化模型,得到了一个非线性规划问题。讨论了解的存在性,针对该问题给出了一个贪婪算法,用算例说明了模型的有效性。