1.本发明涉及计算机的技术领域，尤其涉及一种高密度矿用工控机性能配置方法、装置及计算机设备。
背景技术：
2.随着智能化技术和装备的不断发展，煤矿综采工作面的智能化水平也在不断提升，国家和行业目前都在支持和鼓励煤矿智能化发展。2018年5月1日，国家标准《智慧矿山信息系统通用技术规范》(gb/t34679-2017)正式颁布实施，标志着我国智能化矿山建设已开始真正落地。
3.智慧矿山是指利用人工智能、工业互联网信息技术以及自动控制等现代技术来开发利用煤矿，使得各个系统充分融合，能够全面感知，包括能够自适应地自主学习，实现整个煤矿的开拓、采掘、通风、洗选、安全保障、运输各个环节的完全智能化、自动化运行。“智慧矿山”不只是要逐步做到少人甚至无人化，更重要的是各个不同工业的子系统、不同数据的打通融合，以优化管理、提升效率、节省成本，从而推动整个行业的持续发展。
4.智慧矿山建设需要依托于工控机这类的高性能计算机来满足对各个系统对于数据实时、高效、准确的处理需求。集成多个数据处理板卡的高密封工控机可以作为一个服务器平台，每个板卡都能够独立运行，为智慧矿山的各个系统提供算力。由于不同系统处理的数据不同，例如安全监测系统主要是通过环境状态、人员状态、设备运维状态、生产进度等进行进行实时监测，以对各类异常进行预警告警；智能运输监测系统则是对巷道、运输路线、带式输送机、人员、告警事件等要素的分布、状态进行实时监测，并支持人员、车辆、事件、设备等要素详细信息查询；还有物联感知系统、智能预警系统、智能巡检系统等等。在不同的时空中，各个系统所需要处理的数据量是不同，而每个数据处理板卡的硬件配置基本是一样的（方便维护），采用每个板卡只负责处理一个系统的数据，这会导致服务器平台的一些板卡过载、而另一些板卡的资源不能充分被利用，采用“分布式计算”来处理各个系统的数据信息。为了能够达到这个效果，就要求能够实时掌握各个板卡的空闲资源以将多余的性能调度给计算压力过的板卡。
技术实现要素：
5.本发明提供一种高密度矿用工控机性能配置方法，用于工控机中数据处理板卡之间资源过载和或资源闲置的问题。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种高密度矿用工控机性能配置方法，包括如下步骤：步骤s1，根据工控机的应用场景创建跑机测试软件，并在软件安装后进行跑机测试；步骤s2，在跑机测试的过程中，不间断地向工控机中各个数据处理板卡发送数据上报指令，接收各个数据处理板卡返回的资源使用报告；
步骤s3，根据所述资源使用报告，解析各个数据处理板卡的cpu占用率和内存占用率，判断各数据处理板卡的资源使用情况是否符合第一预设条件；所述第一预设条件为cpu占用率大于等于第一阈值且小于等于第二阈值、内存占用率大于等于第三阈值且小于等于第四阈值；若各个数据处理板卡的资源使用情况均符合第一预设条件，则返回步骤s2；若任意一数据处理板卡不符合第一预设条件，则执行下一步骤；步骤s4，在一次跑机测试完成后，根据各数据处理板卡的资源使用情况对数据处理板卡进行分类，并统计符合第一待配置条件的第一数据处理板卡、符合第二待配置条件的第二数据处理板卡、符合第三待配置条件的第三数据处理板卡以及符合第四待配置条件的第四数据处理板卡；所述第一待配置条件为cpu占用率小于第一阈值且内存占用率小于第三阈值；所述第二待配置条件为cpu占用率大于第二阈值且内存占用率大于第四阈值；所述第三待配置条件为cpu占用率小于第一阈值且内存占用率大于第四阈值；所述第四待配置条件为cpu占用率大于第二阈值且内存占用率小于第三阈值；步骤s5，将第一数据处理板卡的剩余可用资源配置给第二数据处理板卡，将第二数据处理板卡的剩余可用资源与第三数据处理板卡的剩余可用资源相互调用，返回步骤s3；所述剩余可用资源为cpu和/或内存的空闲资源。
7.在其中一个实施例中，所述步骤s3中，还包括：根据cpu占用率以及内存占用率，分别对符合第一预设条件的数据处理板卡进行排序，确定第一候选列表和第二候选列表；当所述第四数据处理板卡的数量大于第三数据处理板卡的数量时，自第一候选列表中提取一个数据处理板卡作为第一候选板卡，并将第一候选板卡的剩余可用资源配置给第二数据处理板卡；当所述第三数据处理板卡的数量大于第四数据处理板卡的数量时，自第二候选列表中提取一个数据处理板卡作为第二候选板卡，并将第二候选板卡的剩余可用资源配置给第三数据处理板卡。
8.在其中一个实施例中，所述步骤s3中，还包括：将同时出现在第一候选列表中间区段和第二候选列表中间区段的数据处理板卡自第一候选列表和第二候选列表提取出来，并生成第三候选列表；当所述第二数据处理板卡的数量大于第一数据处理板卡的数量时，自第三候选列表中提取一个数据处理板卡作为第三候选板卡，并将第三候选板卡的剩余可用资源配置给第二数据处理板卡。
9.在其中一个实施例中，所述步骤s2中，所述cpu占用率选取的是数据处理板卡在跑机测试中的最大值，所述内存占用率选取的是数据处理板卡在跑机测试中的最大值。
10.在其中一个实施例中，所述cpu占用率选取的是数据处理板卡在跑机测试中的均值，所述内存占用率选取的是数据处理板卡在跑机测试中的均值。
11.在其中一个实施例中，所述步骤s2中，还包括：计算cpu占用率的方差，若方差小于第五阈值，则选取数据处理板卡在跑机测试中历史cpu占有率中的最大值作为所述cpu占用
率；否则，选取数据处理板卡在跑机测试中历史cpu占有率的平均值作为所述cpu占用率。
12.在其中一个实施例中，所述步骤s5中，所述第一数据处理板卡配置给第二数据处理板卡的空闲cpu资源与第一数据处理板卡的已用cpu资源之和，与第一数据处理板卡的cpu资源总量的百分比小于第二阈值。
13.第二方面，本发明实施例提供了一种高密度矿用工控机的性能配置装置，应用于矿用工控机，包括：跑机测试模块，用于根据工控机的应用场景创建跑机测试软件，并在软件安装后进行跑机测试；报告接收模块，用于在跑机测试的过程中，不间断地向工控机中各个数据处理板卡发送数据上报指令，接收各个数据处理板卡返回的资源使用报告解析判断模块，用于根据所述资源使用报告，解析各个数据处理板卡的cpu占用率和内存占用率，判断各数据处理板卡的资源使用情况是否符合第一预设条件；当任意一数据处理板卡不符合第一预设条件，发出二次配置指令；分类统计模块，用于根据各数据处理板卡的资源使用情况对数据处理板卡进行分类，并统计符合第一待配置条件的第一数据处理板卡、符合第二待配置条件的第二数据处理板卡、符合第三待配置条件的第三数据处理板卡以及符合第四待配置条件的第四数据处理板卡；二次配置模块，用于将第一数据处理板卡的剩余可用资源配置给第二数据处理板卡，将第二数据处理板卡的剩余可用资源与第三数据处理板卡的剩余可用资源相互调用。
14.第三方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明实施例一所述的高密度矿用工控机性能配置方法。
15.第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例一所述的高密度矿用工控机性能配置方法。
16.本发明实施例的技术方案，先根据工控机的应用场景创建跑机测试软件，在运行跑机测试软件的中，通过实时采集工控机中各个数据处理板卡的cpu占用率和内存占用率，对每个数据处理板卡的cpu资源和内存资源的使用情况进行统计分析，再根据cpu和内存的空闲、紧张状态对数据处理板卡进行分类，根据互补原则将资源互缺的第三数据处理板卡和第四数据处理处理板卡的闲置资源相互调用，将cpu和内存资源空闲的第一数据处理板卡的闲置资源补偿给cpu和内存资源紧张的第二数据处理板卡，充分调动各个数据处理板卡的cpu资源和内存资源，在整体上提高工控机构成的服务器平台对系统数据处理的需要。
附图说明
17.图1为本发明实施例一提供的高密度矿用工控机性能配置方法的流程图。
18.图2为本发明实施例二提供的高密度矿用工控机性能配置装置的结构示意图。
19.图3为本发明实施例四提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
21.实施例一图1是本发明实施例一提供的高密度矿用工控机性能配置方法的流程图，本实施例可适用于在工控机的跑机测试阶段对实现对各个数据处理板卡的性能配置进行迭代优化，以提高各数据处理板卡在实际工作中能够更好地协调配合，从而满足智慧矿山平台在工控机上的顺畅运行，减少甚至避免因个别或者部分数据处理板卡处理压力过大导致平台的部分系统运行出现卡顿的情况。该方法可以由软件和/或硬件来实现，一般可集成在车载工控机的任意数据处理板卡上。如图1所示，该方法具体包括如下步骤：步骤s1，根据工控机的应用场景创建跑机测试软件，并在软件安装后进行跑机测试。
22.在步骤s1中，为了使得跑机测试结果更加贴合工控机在实际当中的运行情况，针对工控机的实际应用场景，当工程机的应用场景改变后，针对实际应用场景对跑机测试软件进行重构或者调整。
23.步骤s2，在跑机测试的过程中，不间断地向工控机中各个数据处理板卡发送数据上报指令，接收各个数据处理板卡返回的资源使用报告。
24.在步骤s2中，资源使用报告主要汇报的是cpu占用率和内存占用率。
25.步骤s3，根据所述资源使用报告，解析各个数据处理板卡的cpu占用率和内存占用率，判断各数据处理板卡的资源使用情况是否符合第一预设条件。所述第一预设条件为cpu占用率大于等于第一阈值且小于等于第二阈值、内存占用率大于等于第三阈值且小于等于第四阈值，即满足cpu资源和内存资源均空闲的条件。
26.若各个数据处理板卡的资源使用情况均符合第一预设条件，则说明工控机的cpu资源和内存资源分配较为均匀，能够满足当前场景下的智慧矿山平台的稳定流畅运行，无需进行性能重新配置，在跑机测试跑完之后，可直接接触配置过程，直接以当前的性能配置方案来调度工控机的各个数据处理板卡进行数据处理工作；或者重新检测跑机过程中的cpu和内存占用情况，直至迭代到设定次数后停止，排除偶然误差。
27.若其中一数据处理板卡不符合第一预设条件，则存在两种情况，一种是板卡的cpu资源和内存资源闲置过度，另外一种是板卡存在cpu资源和/或内存资源紧张的问题，无论是两种形式中的哪一种，都说明了板卡的资源配置不均需要对其进行重新调整。
28.步骤s4，在一次跑机测试完成后，根据各数据处理板卡的资源使用情况对数据处理板卡进行分类，并统计符合第一待配置条件的第一数据处理板卡、符合第二待配置条件的第二数据处理板卡、符合第三待配置条件的第三数据处理板卡以及符合第四待配置条件的第四数据处理板卡。
29.所述第一待配置条件为cpu占用率小于第一阈值且内存占用率小于第三阈值，即cpu资源和内存资源均有空闲。
30.所述第二待配置条件为cpu占用率大于第二阈值且内存占用率大于第四阈值，即cpu资源和内存资源均紧张。
31.所述第三待配置条件为cpu占用率小于第一阈值且内存占用率大于第四阈值，即cpu资源空闲，但内存紧张。
32.所述第四待配置条件为cpu占用率大于第二阈值且内存占用率小于第三阈值，即cpu资源紧张，内存空闲。
33.步骤s5，将第一数据处理板卡的剩余可用资源配置给第二数据处理板卡，将第二数据处理板卡的剩余可用资源与第三数据处理板卡的剩余可用资源相互调用，在跑机测试软件进行二次跑机测试后，再次判断各数据处理板卡的资源使用情况是否符合第一预设条件，直至所有的数据处理板卡的运行都符合第一预设条件为止。
34.在步骤s5中，所述剩余可用资源为cpu和/或内存的空闲资源。
35.本发明实施例的技术方案，先根据工控机的应用场景创建跑机测试软件，在运行跑机测试软件的中，通过实时采集工控机中各个数据处理板卡的cpu占用率和内存占用率，对每个数据处理板卡的cpu资源和内存资源的使用情况进行统计分析，再根据cpu和内存的空闲、紧张状态对数据处理板卡进行分类，根据互补原则将资源互缺的第三数据处理板卡和第四数据处理处理板卡的闲置资源相互调用，将cpu和内存资源空闲的第一数据处理板卡的闲置资源补偿给cpu和内存资源紧张的第二数据处理板卡，充分调动各个数据处理板卡的cpu资源和内存资源，在整体上提高工控机构成的服务器平台对系统数据处理的需要。
36.在所述步骤s3中，还包括：根据cpu占用率以及内存占用率，分别对符合第一预设条件的数据处理板卡进行排序，确定第一候选列表和第二候选列表；当所述第四数据处理板卡的数量大于第三数据处理板卡的数量时，自上而下依次从第一候选列表中选取数据处理板卡作为第一候选板卡，并将第一候选板卡的剩余可用资源配置给未匹配到第一数据处理板卡的第二数据处理板卡；当所述第三数据处理板卡的数量大于第四数据处理板卡的数量时，自上而下依次从第二候选列表中选取数据处理板卡作为第二候选板卡，并将第二候选板卡的剩余可用资源配置给未匹配到第四数据处理板卡的第三数据处理板卡。
37.由于符合第一预设条件的数据处理板卡cpu资源和内存资源在都存在一个富余，当较多的数据板卡存在压力过大的情况，可以将符合第一预设条件中的数据处理板卡的空闲资源利用起来。
38.更进一步地，将同时出现在第一候选列表中间区段和第二候选列表中间区段的数据处理板卡自第一候选列表和第二候选列表提取出来，并生成第三候选列表；当所述第二数据处理板卡的数量大于第一数据处理板卡的数量时，自第三候选列表中提取一个数据处理板卡作为第三候选板卡，并将第三候选板卡的剩余可用资源配置给第二数据处理板卡。
39.由此，以更好地补偿第二数据处理板卡的资源缺口。
40.在所述步骤s2中，选择数据处理板卡在跑机测试中的历史cpu占用率的最大值或者均值，以及选择数据处理板卡在跑机测试中的历史内存占用率的最大值或者均值，作为判断数据处理板卡是否符合第一预设条件的依据。
41.具体而言，自数据处理板卡采集的cpu占用率和内存占用率为都为一个集合，这个数据书波动的，难以直接作为判断处理板卡是否符合第一预设条件的依据，因此，在步骤s2
中，选取历史cpu占用率的最大值或者均值作为判断用cpu占用率，便于判断数据处理板卡在测试阶段cpu是否满足第一预设条件；同理，选取历史内存占用率的最大值或者均值作为判断用内存占用率，便于判断数据处理板卡在测试阶段内存是否满足第一预设条件。
42.更进一步地，在步骤s2中，还包括：计算cpu占用率的方差，通过判断该方差是否小于设定的第五阈值，再选择历史cpu占用率的最大值或者均值作为判断用cpu占用率。
43.方差能够体现出cpu占用的波动性，波动越大，说明cpu占用率的变化越大，此时，可以选择历史cpu占有率的最大值作为判断用cpu占用率，以保证cpu资源的闲置情况或紧张情况能够被筛选出来，便于后续的资源再配置的过程中分配空闲cpu资源或补偿cpu资源的缺口。若方差小则说明波动小，历史cpu占有率的均值就能够比较好的体现出cpu资源在测试过程中的使用情况，因此直接选择历史cpu占有率的均值作为判断用cpu占用率。
44.在所述步骤s5中，所述第一数据处理板卡配置给第二数据处理板卡的空闲cpu资源与第一数据处理板卡的已用cpu资源之和，与第一数据处理板卡的cpu资源总量的百分比小于第二阈值。
45.由此，以避免数据处理板卡的cpu资源被多度分配，从而影响自身的流畅性。
46.实施例二图2为本发明实施例二提供的高密度矿用工控机性能配置装置的结构示意图。该装置应用于矿用工控机，包括：跑机测试模块，用于根据工控机的应用场景创建跑机测试软件，并在软件安装后进行跑机测试；报告接收模块，用于在跑机测试的过程中，不间断地向工控机中各个数据处理板卡发送数据上报指令，接收各个数据处理板卡返回的资源使用报告解析判断模块，用于根据所述资源使用报告，解析各个数据处理板卡的cpu占用率和内存占用率，判断各数据处理板卡的资源使用情况是否符合第一预设条件；当任意一数据处理板卡不符合第一预设条件，发出二次配置指令；分类统计模块，用于根据各数据处理板卡的资源使用情况对数据处理板卡进行分类，并统计符合第一待配置条件的第一数据处理板卡、符合第二待配置条件的第二数据处理板卡、符合第三待配置条件的第三数据处理板卡以及符合第四待配置条件的第四数据处理板卡；二次配置模块，用于将第一数据处理板卡的剩余可用资源配置给第二数据处理板卡，将第二数据处理板卡的剩余可用资源与第三数据处理板卡的剩余可用资源相互调用。
47.本发明实施例所提供的高密度矿用工控机性能配置装置可执行本发明实施例1说提供的高密度矿用工控机性能配置方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例一提供的高密度矿用工控机性能配置方法。
48.实施例三本实施例提供了一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明实施例一所述的高密度矿用工控机性能配置方法。
49.图3是本发明实施例三提供的计算机设备的结构示意图。图3示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机设备12的框图。图3的计算机设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
50.如图3所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
51.总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(isa)总线，微通道体系结构(mac)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(vesa)局域总线以及外围组件互连(pci)总线。
52.计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
53.系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(ram)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图3未车载工控机登录，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图3中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如cd-rom，dvd-rom或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。系统存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
54.具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如系统存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
55.计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图3所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
56.处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的高密度矿用工控机性能配置方法。
57.实施例四
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例一所述的高密度矿用工控机性能配置方法。
58.本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cdrom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
59.计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
60.计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如”c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
61.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。