团体标准 T/CI164-2023 面向移动边缘计算的软件自适应卸 载技术规范 StandardonadaptivelyoffloadingthesoftwareformobileedgecomputingICS35.240.50 CCSL70 CI 中国国际科技促进会 发布2023-10-16发布 2023-10-16实施 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/CI164-2023 II目次 前言......................................................................II 面向移动边缘计算的软件自适应卸载技术规范.....................................1 1范围.......................................................................1 2规范性引用文件.............................................................1 3.术语和定义.................................................................1 4针对自适应卸载的软件自动重构...............................................3 4.1针对OO软件自适应卸载的程序自动重构..................................3 4.2针对DNN软件自适应卸载的程序自动重构.................................4 5计算卸载的开销评估.........................................................5 5.1OO模型的开销评估.....................................................5 5.2DNN模型的开销评估....................................................8 6计算卸载的智能调度........................................................11 6.1卸载方案的求解加速..................................................11 6.2卸载方案在线决策算法................................................13 全国团体标准信息平台 T/CI164-2023 IIII前言 本文件按照《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》GB/T1.1-2020给出的规 则起草。 某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本文件由福州大学提出。 本文件中国国际科技促进会归口。 本文件起草单位：福州大学、福建师范大学、上海交通大学、北京大学、国网信通亿 力科技有限责任公司、厦门盈趣科技股份有限公司、长威信息科技发展股份有限公司、国 科联盟（北京）国际信息科学研究院。 本文件主要起草人：陈星、陈哲毅、李鸣、张建山、林兵、钟浩、马郓、林晓康、罗 义旺、李金湖、陈建成、林志斌、陈征宇、黄炳裕、赵芳萱。 本文件为首次提出。 全国团体标准信息平台 T/CI164-2023 11面向移动边缘计算的软件自适应卸载技术规范 1范围 本文件规范了面向移动边缘计算的软件自适应卸载的相关技术，包括针对自适应卸载 的软件自动重构、计算卸载的开销评估、计算卸载的智能调度等。 本文件适用于解决电力物联网、智能家居、智慧生态等领域中存在的移动边缘环境下 软件自适应卸载的相关问题。 2规范性引用文件 下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本 适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标 准。 ISO/IECTR23188:2020Edgecomputinglandscape ISO/IECTR30164:2020Edgecomputing T/ZGTXXH010—2021边缘计算总体架构与要求 3.术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 计算密集型任务Compute-intensivetask 计算量远大于访问存储器、通信和输入输出的一类任务。 3.2 中间件Middleware 中间件是介于应用系统和系统软件之间的一类软件，它使用系统软件所提供的基础服 务（功能），衔接网络上应用系统的各个部分或不同的应用，能够达到资源共享、功能共享 的目的。 3.3 移动云计算MobileCloudComputing,MCC 移动云计算是指通过移动网络以按需、易扩展的方式获得所需的基础设施、平台、软 全国团体标准信息平台 T/CI164-2023 22件(或应用)等的一种IT资源或(信息)服务的交付与使用模式。 3.4 移动边缘计算MobileEdgeComputing,MEC 可利用无线接入网络就近提供电信用户IT所需服务和云端计算功能，而创造出一个具 备高性能、低延迟与高带宽的电信级服务环境，加速网络中各项内容、服务及应用的快速 下载，让消费者享有不间断的高质量网络体验。 3.5 服务器Server 服务器是计算机的一种，它比普通计算机运行更快、负载更高、价格更贵。服务器在 网络中为其它客户机（如PC机、智能手机、ATM等终端甚至是火车系统等大型设备）提 供计算或者应用服务。服务器具有高速的CPU运算能力、长时间的可靠运行、强大的I/O 外部数据吞吐能力以及更好的扩展性。 3.6 面向对象ObjectOriented,OO 面向对象的方法就是利用抽象、封装等机制，借助于对象、类、继承、消息传递等概 念进行软件系统构造的软件开发方法。 3.7 深度神经网络DeepNeuralNetworks,DNN 深度神经网络是机器学习(ML,MachineLearning)领域中一种技术，是一种具备至少一 个隐藏层的，利用激活函数去线性化，使用交叉熵作损失函数，利用反向传播优化算法 （随机梯度下降算法、批量梯度下降算法）进行学习训练（调整并更新神经元之间的权重） 的前馈神经网络。 3.8 怀卡托智能分析环境WaikatoEnvironmentforKnowledgeAnalysis,Weka Weka是一款免费的，非商业化的，基于JAVA环境下开源的机器学习以及数据挖掘软 件。 3.9 决策树DecisionTree 决策树是在已知各种情况发生概率的基础上，通过构成决策树来求取净现值的期望值 大于等于零的概率，评价项目风险，判断其可行性的决策分析方法，是直观运用概率分析 全国团体标准信息平台 T/CI164-2023 33的一种图解法。 3.10 随机森林RandomForest,RF 在机器学习中，随机森林是一个包含多个决策树的分类器，并且其输出的类别是由个 别树输出的类别的众数而定 3.11 R语言 R是用于统计分析、绘图的语言和操作环境。R是属于GNU系统的一个自由、免费、 源代码开放的软件，它是一个用于统计计算和统计制图的优秀工具。 3.12 深度强化学习DeepReinforcementLearning,DRL 深度强化学习将深度学习的感知能力和强化学习的决策能力相结合，可以直接根据输 入的图像进行控制，是一种更接近人类思维方式的人工智能方法。 4针对自适应卸载的软件自动重构 针对OO模型和DNN模型，以对象实例和DNN层为卸载单元，实现自适应卸载使能 机制。 4.1针对OO软件自适应卸载的程序自动重构 为支持Android应用的计算迁移，需要将应用进行重构。图1展示了重构步骤，具体 内容如下： 图1重构步骤 步骤1：检测哪些类是Movable的。对于给定的应用程序，将Java类分为两类： Anchored和Movable。Anchored类必须留在移动设备上，因为它们直接使用仅在移动设备 上可用的一些特殊资源，例如显示的GUI（图形用户界面），重力传感器，加速度传感器， 全国团体标准信息平台 T/CI164-2023 44指纹传感器和其他传感器。除了Anchored类之外，剩余的类都是Movable类。 步骤2：使Movable类能够迁移。当迁移类时，将该类与其交互类之间的本地调用结 构变为按需远程调用结构。如果迁移类调用Anchored类，则后者需要前者的代理。代理生 成是将应用程序代码中所有对象创建方式转换成如下：（1）当目标位置是本地主机时，直 接创建实例及其ID，然后使用类名和实例ID生成代理；（2）当目标位置是远程节点资源 时，本地将序列化参数（类N的完全限定类名，要创建的实例的目标位置和类实例的构造 函数参数值）并将它们传输到远程。然后远程反序列化参数，并在远程节点资源上创建实 例及其ID和代理。然后，返回ID，本地使用它来生成代理。 步骤3：检测哪些类应作为一个整体迁移。将经常交互的类应作为一个整体迁移。 步骤4：打包可部署文件。完成上述三个步骤后，打包Android应用程序的Java字节 码文件以及引用的资源文件，例如图像，xml文件和jar库，然后生成两个工件。第一个是 重构的Android应用程序，即.apk文件，可以安装在手机上。第二个是可执行jar文件，其 中包含从重构的应用程序克隆的可移动Java字节码文件，能够在远程服务节点上运行。 4.2针对DNN软件