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CN111061545A - 服务器及其资源调控方法 - Google Patents

服务器及其资源调控方法 Download PDF

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CN111061545A
CN111061545A CN201811398728.9A CN201811398728A CN111061545A CN 111061545 A CN111061545 A CN 111061545A CN 201811398728 A CN201811398728 A CN 201811398728A CN 111061545 A CN111061545 A CN 111061545A
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CN
China
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data
queue
space
queues
server
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Withdrawn
Application number
CN201811398728.9A
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English (en)
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郑琮生
陆一宏
李坤敏
黄慕凯
洪婉婷
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Industrial Technology Research Institute ITRI
Original Assignee
Industrial Technology Research Institute ITRI
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Publication date
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Abstract

本发明公开了一种服务器及其资源调控方法，由服务器的多个监控单元各自监控多个监控点位其中一者，且各监控单元对应多个队列其中一者，各队列用以储存监控点位的数据；由服务器监控各队列的使用状态以判断各监控单元自各所监控的监控点位获得新数据时是否运行队列空间调整；当不运行队列空间调整时，将各监控单元所获得的新数据加入各所对应的队列中；当运行队列空间调整，且该些队列中的一或多个队列有调整的空间时，由服务器加入新数据于一或多个队列中；以及当运行队列空间调整，且该些队列无调整的空间时，由服务器依据获得新数据的监控单元所对应队列的各数据的时间戳记与各数据的位置，缩减对应队列的数据以加入所获得的新数据于对应队列中。

Description

服务器及其资源调控方法
技术领域
本发明关于一种服务器及其应用技术，特别是指一种具资源调控的服务器及其资源调控方法。
背景技术
考量现今愈来愈多的设备连网资讯下，如何在有限硬件资源的情况下，面对突发事件造成大量数据，进行资源调配与数据处理，以降低资讯失真的幅度，实为相关业界发展的重点。
此外，在传统OPC UA(OPC Unified Architecture；OPC统一架构)工业传输协定中，仅能借由取样器(Sampling)、盲带过滤器(Deadband Filter)与队列(Queue)进行设备数据的取样与储存，而现有队列的数据溢出机制是采用FIFO(First-In-First-Out；先进先出)或FILO(First-In-Last-Out；先进后出)方式，易造成某段时间内数据的空白，导致数据判断的错误。
因此，如何解决上述悉知技术的挑战，实已成为本领域技术人员的一大研究课题。
发明内容
本发明提供一种服务器及其资源调控方法，其能调控至少一队列的空间或数据等资源。
本发明的服务器一实施例包括：多个队列，其具有各自的队列大小；以及一或多个处理器。处理器执行多个指令以运行资源调控程序，包括启动：多个监控单元，其各自监控多个监控点位其中一者，其中，该些监控单元各自对应该些队列其中一者，且各该队列用以储存监控点位的数据与该些数据的时间戳记；资源监控器，其用以监控该些监控单元的对应队列的使用状态，以依据前述使用状态判断任一监控单元获得所监控的监控点位的新数据时是否运行队列空间调整，当不运行队列空间调整时，由该任一监控单元将获得的前述新数据加入对应的队列中；队列空间调整器，其用以判断是否有足够空间来进行队列空间调整，当运行队列空间调整，且该些队列中的一或多个有调整的空间时，调整该一或多个队列的空间，以使获得的前述新数据被加入调整后的该一或多个队列中；以及数据缩减器，当运行队列空间调整，且该些队列无调整的空间时，依据该任一监控单元的对应队列中所储存的各数据的时间戳记与前述各数据在该任一监控单元的对应队列中的位置，缩减该任一监控单元的对应队列中所储存的数据，以使获得的前述新数据被加入该任一监控单元的对应队列中。
本发明的资源调控方法一实施例包括：借由服务器的多个监控单元各自监控多个监控点位其中一者，其中，该些监控单元各自对应多个队列其中一者，各队列用以储存监控点位的数据与该些数据的时间戳记，且该些队列具有各自的队列大小；由该服务器监控该些监控单元的对应队列的使用状态，以依据前述使用状态判断任一监控单元获得所监控的监控点位的新数据时是否运行队列空间调整；当不运行队列空间调整时，则该服务器将获得的前述新数据加入该任一监控单元的对应队列中；当运行队列空间调整，且该些队列中的一或多个有调整的空间时，则该服务器调整该一或多个队列的空间，以使获得的前述新数据被加入调整后的该一或多个队列中；以及当运行队列空间调整，且该些队列无调整的空间时，则该服务器依据该任一监控单元的对应队列中所储存的各数据的时间戳记与前述各数据在该任一监控单元的对应队列中的位置，缩减该任一监控单元的对应队列中所储存的数据，以使获得的前述新数据被加入该任一监控单元的对应队列中。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明。在以下描述内容中将部分阐述本发明的额外特征及优点，且此等特征及优点将部分自所述描述内容可得而知，或可借由对本发明的实践习得。本发明的特征及优点借助于在权利要求书中特别指出的元件及组合来认识到并达到。应理解，前文一般描述与以下详细描述两者均仅为例示性及解释性的，且不欲约束本发明所欲主张的范围。
附图说明
图1为本发明的服务器一实施例的架构示意图；
图2为本发明的资源调控方法一实施例的流程示意图；
图2A为本发明中队列空间调整器的队列空间调整演算法的一实施例流程图；
图3为本发明的监控单元与监控点位的一实施例架构示意图；
图4为本发明中队列空间调整器的队列空间调节演算法的另一实施例流程图；
图5A为本发明的队列空间调节演算法用于监控单元的一实施例示意图；
图5B为本发明的队列空间调节演算法用于监控单元的另一实施例示意图；
图6为本发明中数据缩减器的数据缩减演算法的一实施例流程图；
图7A与图7B为本发明中队列的数据的不同实施例示意图，用于搭配图6的数据缩减演算法；
图8为本发明中以数据缩减演算法的第一类型缩减队列的数据的实施例示意图；
图9与图10A至图10C为本发明中以数据缩减演算法的第二类型缩减队列的数据的实施例示意图；
图11为本发明中数据还原器的数据还原演算法的一实施例流程图；
图12本发明中队列的数据的实施例示意图，用于搭配图11的数据还原演算法；
图13A至图13C为本发明中以数据还原演算法还原队列的数据的实施例示意图；
图14为本发明中队列的数据的最佳状况示意图；
图15A为数据未丢失状态的结果示意图；
图15B为现有技术的资源调控方法的结果示意图；以及
图15C为本发明的服务器及其资源调控方法的结果示意图。
其中，附图标记：
1 服务器
10 处理器
11 指令
20、20a、20b 监控单元
26 取样器
26a 取样频率
27 过滤器
28 发布器
28a 发布时间
30 资源监控器
40 队列空间调整器
41 队列空间调整演算法
50 数据缩减器
51 数据缩减演算法
60 存储器
61、61a、61b 队列
62 数据
64 参数
63 时间戳记
65 位置
70 数据还原器
71 数据还原演算法
80 工业传输系统
81、81a、81b 监控点位
90 接收端
a至m 数据
S11至S15、S131至S133、S21至S27 步骤
S31至S36、S41至S50 步骤
t1至t13 时间戳记
x 队列的位置
y 数值。
具体实施方式
以下借由特定的具体实施形态说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容了解本发明的其他优点与功效，也可因而借由其他不同的具体等同实施形态加以施行或应用。
图1为依据本发明一实施例的服务器1架构示意图。如图所示，服务器1可包括一或多个处理器10、多个监控单元(Monitoring Unit；MU)20、资源监控器30、队列空间调整器40、数据缩减器50、存储器60，其中存储器60包括多个队列61。于另一实施例中，服务器1还可包括数据还原器70。处理器10(如中央处理器、多处理机、微处理机等等，但并不以此为限)以及存储器60(如任意记忆装置或存储装置等等)为硬件，监控单元20、资源监控器30、队列空间调整器40、数据缩减器50或数据还原器70可为任意硬件IC、可编程ASIC、可编程逻辑阵列等等IC、及/或可被处理器执行的固件、软件程序等等所构成，但并不以此为限。
该服务器1可适用于设有多个监控单元20的系统，每一监控单元20用以监控一监控点位(monitoring tag)81，系统中可使用符合工业传输网络的传输协定进行监控点位的数据传输。处理器10可执行多个指令11以对该些监控单元20的各对应队列61进行资源调控，包括启动监控单元20、资源监控器30、队列空间调整器40以及数据缩减器50以运行资源调控程序。其中，这些队列61用以储存获得自这些监控点位81的数据62、以及这些数据62的时间戳记63。而该存储器60更储存处理器10所执行的多个指令11、变数(譬如队列的位置65)、该些监控单元20的对应队列61以及取样频率、队列大小及发布时间等参数64等等。
时间戳记(timestamp)63是指一连串的数据中加入识别文字(如时间或日期)，用以保障本地(local)与远端(remote)的数据更新顺序一致。电脑上常用的时间戳记的纪录方式为POSIX时间，为UNIX系统使用的时间表示方式，可记录从1970年1月1日0时0分0秒GMT起至现在的总秒数，不包括闰秒。例如，2018-06-62 15:30:20GMT+8，POSIX时间戳记可为1529652620。但时间戳记63只要能分出先后顺序的时间表示方式皆可，而不限定纪录方式。
该些队列61具有各自的队列大小。该些监控单元20可各自监控该些监控点位81其中一者(即每个监控单元20监控一个监控点位81)，以传输获得自该些监控点位81的数据62，其中监控点位81可为温度计、电压表、电流表、振动器、声音感测器等等，但并不以此为限。监控单元20可以有线或无线方式电性连接监控点位81，以获得(取得或接收)监控点位81的数据。该些监控单元20可各自对应该些队列61其中一者，其中各队列61用以储存该些监控点位81的数据62与该些数据62的时间戳记63。
资源监控器30可监控该些监控单元20的对应队列61的使用状态，以依据所对应队列61的使用状态判断任一监控单元20获得所监控的监控点位81的新数据时是否运行队列空间调整。当资源监控器30判断不运行队列空间调整时，则该任一监控单元20将获得的新数据加入该任一监控单元20的对应队列61中。
当资源监控器30判断要运行队列空间调整时，将启动该队列空间调整器40。该队列空间调整器40用以判断是否有足够空间来进行队列空间调整，当运行队列空间调整，且该些队列61中的一或多个队列有调整的空间时，使获得的新数据能被加入调整后的该一或多个队列61中。又，当运行队列空间调整，且该些队列61无调整的空间时，资源监控器30启动该数据缩减器50，依据该任一监控单元20的对应队列61中所储存的各数据62的时间戳记63与前述各数据62在该任一监控单元20的对应队列61中的位置65，缩减该任一监控单元20的对应队列61中所储存的数据62，以使所获得的新数据能被加入该任一监控单元20的对应队列61中。
于一实施例中，服务器1所进一步包括的数据还原器70具有数据还原演算法71以还原该任一监控单元20的对应队列61的数据62，且该数据还原演算法71由该数据还原器70取得该对应队列61的数据62。当该对应队列61的数据62已依照各自的时间戳记63排序时，可判定该对应队列61的数据62为已被还原或无须还原的数据，无须再进行处理。而当该对应队列61的数据62未依照各自的时间戳记63排序时，该数据还原器70透过该对应队列61的数据62的时间戳记63与该些数据62在该对应队列61中的相对排序位置65，以还原该对应队列61的数据62。
图2为依据本发明一实施例的资源调控方法的流程示意图，其主要技术内容如下，其余技术内容请参阅上述图1或下述图3至图13C的技术内容，于此不再重复叙述。
在图2实施例的步骤S11中，由服务器1的多个监控单元20各自监控多个监控点位81其中一者，其中，该些监控单元20各自对应多个队列61其中一者，以借由各队列61储存各监控点位81的数据62与该些数据62的时间戳记63，且该些队列61具有各自的队列大小。当获得监控点位81的新数据时，由监控单元20负责将新数据加入队列61中。
在图2实施例的步骤S12中，由该服务器1的资源监控器30监控该些监控单元20所对应的队列61的使用状态，以依据该些队列61的使用状态判断任一监控单元20自所监控的监控点位81获得新数据时是否运行队列空间调整。
在图2实施例的步骤S13中，当不运行队列空间调整时，则该服务器1的任一监控单元20将获得的新数据加入该任一监控单元20的对应队列61中。而当运行队列空间调整，且该些队列61中的一或多个队列有调整的空间时，则借由该服务器1的队列空间调整器40进行队列空间的动态调整，以使获得的新数据能被加入调整后的该一或多个队列61中。
在图2实施例的步骤S14中，当运行队列空间调整，且该些队列61无调整的空间时，借由该服务器1的数据缩减器50依据该任一监控单元20的对应队列61中所储存的各数据62的时间戳记63与前述各数据62在该任一监控单元20的对应队列61中的位置65缩减该任一监控单元20的对应队列61中所储存的数据62，以使获得的新数据能被加入于该任一监控单元20的对应队列61中。
本实施例可进一步于步骤S15中，由该服务器1的数据还原器70获得该些队列61的数据62，当该些队列61的数据62已依照各自的时间戳记63排序时，该服务器1的数据还原器70判定该些队列61的数据62为已完成还原或无须还原的数据，而当该些队列61的数据62未依照各自的时间戳记63排序时，该服务器1的数据还原器70再透过该些队列61的数据62的时间戳记63与该些数据62在该些队列61中的相对排序位置65，将该些队列61的数据62透过数据还原演算法71予以还原。
参考图1与图2A，图2A为本发明中队列空间调整器的队列空间调整演算法的一实施例流程图。于一实施例中，服务器1的队列空间调整器40可具有队列空间调整演算法41，如图2A的步骤S131所示包括：依据该一或多个队列61的参数64判断该一或多个队列有调整的空间，以动态调整该一或多个队列的空间，其中，该一或多个队列61的参数64包括队列61的取样频率、队列大小及发布时间其中至少一者，以运行队列间调整。于另一实施例中，如图2A的步骤S132所示，该服务器1的队列空间调整器40的队列空间调整演算法41可依据该些队列61的参数64、该些队列61距离发布时间的剩余时间与该些队列61已使用的空间判断出是否有一或多个监控单元20的对应队列61可被借用，以动态运行队列空间调整。于又一实施例中，如图2A的步骤S133所示，队列空间调整器40可依据获得的前述新数据的量计算出该些队列61中各可被借用空间，并选择具有最小量的前述可被借用空间的单一队列61来借用空间，若无法找出单一队列61，则该队列空间调整器40可优先向具有最大量的前述可被借用空间开始借用，直至累计多个队列61的可被借用空间总量至足够所需的空间。
参考图1与图2，于一实施例中，该服务器1的数据缩减器50具有数据缩减演算法51以缩减该任一监控单元的对应队列61的数据62。例如，该数据缩减器50的数据缩减演算法51包括：由该数据缩减器50取得需调整该任一监控单元的对应队列61的空间中的数据数值差异最小的一对数据；当该对数据在该任一监控单元的对应队列61中的位置相邻时，借由该数据缩减器50自该任一监控单元的对应队列61中移除该对数据中时间戳记较大的数据，以将被移除数据的队列位置后的所有数据往前移一队列位置，并将该任一监控单元的新数据储存于该任一监控单元的对应队列61中所有数据后面的队列位置；以及当该对数据在该些队列61中的位置不相邻，且该对数据中时间戳记较小的数据之后一位数据的时间戳记大于并最接近该对数据中时间戳记较小的数据时，该数据缩减器50移除该对数据中时间戳记较大的数据，将该对数据中间的所有数据往后移一队列位置，并将该任一监控单元的新数据储存于被移除数据的队列位置处，否则该数据缩减器50移除该对数据中时间戳记较小的数据。
图3为本发明的监控单元20与监控点位81的一实施例架构示意图。参考图3与图1，服务器1可具有多个监控单元20以对应监控多个不同的监控点位81，如温度计、电压表、电流表、振动器、声音感测器等等，本发明不以此为限。每个监控单元20会对应分配到一个暂存各监控点位81的数据的队列61，并具有取样器26以设定取样频率26a、过滤器27(如盲带过滤器等)以设定门槛值、及发布器28以设定发布时间28a。例如，该取样器26可设定取样频率26a以决定多久读取一次监控点位81的数据的数值，该过滤器27可设定门槛值以决定每次所取到的数据的数值是否要记录于队列61中，而该发布器28可设定发布时间28a以决定多久要把队列61的数据送出至接收端90并清空队列61的数据。
例如，分别设定该取样器26的取样频率26a为1秒、过滤器27的门槛值为5、发布器28的发布时间28a为5秒、队列61的空间为5个，表示该监控单元20每1秒(取样频率26a)会监看1次监控点位81，若该监控点位81的数据的数值与上次记录的数据的数值相差超过门槛值5时，该监控点位81的数据的数值会被加入到队列61中，如果该监控点位81的数据的数值没有超过门槛值5就不记录，而该监控单元20每5秒(发布时间28a)会把队列61的所有数据送出给接收端90(如另一服务器)，并进一步清空队列61的数据，如此不断地重复运作。
图4为本发明中队列空间调整器的队列空间调节演算法的另一实施例流程图。于一实施例，该队列空间调整器可依据新数据的量计算出多个队列中各队列的可被借用空间，并选择具有该可被借用空间的最小量的单一队列来借用空间，若无法找出该单一队列，则该队列空间调整器向多个队列借用空间。
举例而言，在步骤S21中，由该队列空间调整器计算或判断是否可向单一监控单元对应的单一队列借用队列的空间？若是(可向单一监控单元的对应队列借用队列的空间)，则进入步骤S22，由该队列空间调整器选择K值最小(即具有最小量的可被借用空间)的单一监控单元的对应队列(单一队列)借用空间，其中，K值表示单一监控单元的对应队列可被借用队列空间的量。若否(无法向单一监控单元的对应队列借用队列的空间)，则进入步骤S23。
在步骤S23中，由该队列空间调整器判断是否可向多个监控单元对应的多个队列借用队列的空间？若多个监控单元可被借用的空间总量大于需借用的队列空间，可向多个监控单元所对应的队列借用空间，则进入步骤S24，由该队列空间调整器选择M值最大(即具有最大总量的可被借用空间)的多个监控单元先借用，其中，M值表示多个监控单元的各别队列的可被借用空间的总量。若所有监控单元可被借用空间总量仍不足以存放所多出的数据量，则进入步骤S25，表示多个监控单元的对应队列皆无调整的空间而无法被借用。而于另一实施例中，若无法找出单一队列61，则该队列空间调整器40可优先向具有最大量的前述可被借用空间开始借用，直至累计多个队列61的可被借用空间总量至足够所需的空间。
接续上述步骤S22或步骤S24，在步骤S26中，由该队列空间调整器借用监控单元的对应队列的空间。在步骤S27中，由该队列空间调整器将监控点位获得的新数据加入被借用的监控单元的对应队列的空间中。
图5A为本发明的队列空间调节演算法用于监控单元的一实施例示意图，用以说明向单一监控单元借用队列的空间，且“已被填满的队列距离发布所剩时间”小于“被借用的队列距离发布所剩时间”的情境。
举例而言，监控单元20a监控该监控点位81a，而监控单元20b监控该监控点位81b。假设监控单元20a中已被填满的队列61a发生意外状况，导致队列61a的空间不足以容纳所获得的数据时，队列空间调整器40启动队列动态调整机制(队列空间调节演算法)，发现监控单元20b的队列61b中“4个空间”有空位，且该监控单元20b在2秒后会送出数据并清空队列61b，故队列61b最多只会再加入2笔数据而占用“2个空间”，且监控单元20a在1秒后会送出数据而只需借用“1个空间”，前述2个空间加1个空间小于4个空间(即2+1<4)，所以该监控单元20a可向单一监控单元20b借用队列61b的空间。
图5B为本发明的队列空间调节演算法用于监控单元的另一实施例示意图，用以说明向单一监控单元借用队列的空间，且“已被填满的队列距离发布所剩时间”大于“被借用的队列距离发布所剩时间”的情形。
举例而言，于一实施例中，监控单元20a监控该监控点位81a，而监控单元20b监控该监控点位81b。假设监控单元20a的对应队列61a的空间不足以容纳所获得的数据时，队列空间调整器40启动队列动态调整机制(队列空间调节演算法)，发现监控单元20b的队列61b中“4个空间”有空位，该监控单元20b在2秒后会送出数据及清空队列61b，且队列61b最多只会再加入2笔数据，而监控单元20a虽在3秒后才会送出数据而需借用“3个空间”，但监控单元20b在2秒之后就会清空队列61b的数据。此时，监控单元20b可借出队列61b的“2个空间”给监控单元20a，且监控单元20b使用队列61b的“2个空间”，2个空间加2个空间小于等于4个空间(2+2<＝4)；同时，监控单元20b在3秒时已清空队列61b一次，在监控单元20a送出队列61a的数据前，监控单元20b只需再加入数据予队列61b的“1个空间”，前述1个空间加3个空间小于队列61b的5个空间(即1+3<5)，所以该监控单元20a可向单一监控单元20b借用队列61b的空间。
图6为本发明中数据缩减器50的数据缩减演算法的一实施例流程图。图7A与图7B为本发明中队列的数据的不同实施例示意图，用于搭配图6的数据缩减演算法。在图7A与图7B中，单一队列的6笔数据a至f具有不同的时间戳记t1至t6，且时间戳记t1至t6代表由小至大的时间次序。
如图6与上述图4实施例所示的步骤S25中，多个监控单元的对应队列皆无调整的空间而无法被借用，于一实施例中，参见图6的步骤S31至步骤S36，以数据缩减器50的数据缩减演算法缩减获得新数据的监控单元的对应队列的数据。
在步骤S31中，由该数据缩减器取得数值y的差异最小的一对数据，例如图7A的一对数据b与数据e(两者数值y的差异为0)。同时，在步骤S32中，由该数据缩减器判断该对数据b与数据e是否相邻？若是(该对数据b与数据e相邻)，则进入步骤S33。若否(该对数据b与数据e不相邻)，则进入步骤S34。
在步骤S33的数据缩减演算法的第一类型中，当该对数据b与数据e相邻时，该数据缩减器移除数据e，将数据e之后的数据往前移，并将最新数据置于队列的最后端。
在步骤S34中，当该对数据b与数据e不相邻时，该数据缩减器判断数据b后一位数据c的时间戳记t3是否大于并最接近数据b的时间戳记t2？若是(例如图7A中，数据b后一位数据c的时间戳记t3大于并最接近数据b的时间戳记t2)，则进入步骤S35的数据缩减演算法的第二类型，由该数据缩减器移除数据e，将数据b与数据e之间的数据移至队列的最后端，将数据e与其之后的数据往前移，并将新数据取代数据e。若否，则进入步骤S36，由数据缩减器略过数据b而返回步骤S31。
图8为本发明中以数据缩减演算法的第一类型缩减队列的数据的实施例示意图。如图所示，当数据有反转时，由数据缩减器找出任二个数据的数值差异(如Δy)。二个数据的数值差异最小者可用公式minΔyi＝yi-yi-1计算，其中，y为数据的数值，i为正整数。当数值差异最小的二个数据(如数据b与数据c)相邻时，由数据缩减器删除二个数据的后者(如数据c)，将数据c之后的所有数据(如数据d及数据e)往前移一队列位置，并将新数据(如数据f)补在队列(其他数据)的最后端。
图9与图10A至图10C为本发明中以数据缩减演算法的另一类型缩减队列的数据的实施例示意图。在图9中，单一队列的10笔数据a至j具有10个不同的时间戳记t1至t10，且时间戳记t1至t10代表由小至大的时间次序。
如图9实施例所示，当数据有反转时，由数据缩减器找出任二个数据的数值差异Δyi与距离差异Δdi，其中，Δdi为二个数据在队列的位置x中的差异(位置序号差)。当数值差异Δyi最小的一对数据(如数据e与数据h)不相邻，且数据e的后一位数据的时间戳记t6大于并最接近数据e的时间戳记t5时，由数据缩减器将该对数据e与h之间所有的数据(如数据f与数据g)移至队列的最后端，并将数据h作为取代目标而以新数据取代之(即将数据h删除后，将新数据放在数据h处)。
此外，若二个数据的数值差异Δyi有相同时，则取二个数据的距离差异Δdi最小者作为取代目标而以新数据取代之。又，若二个数据的数值差异Δyi与距离差异Δdi均相同，则取排序较前者作为取代目标而以新数据取代之。
如图10A实施例所示，数据缩减器取数据e、f、g、h为处理的目标，将数据e与数据h中间的数据f与数据g移至队列的最后端，将数据h后面的数据i与数据j依序往前移至数据e的后方，并以新数据k(第11笔数据)取代数据h，且新数据k不再参与比较。如图10B所示，数据缩减器再加入新数据l(第12笔数据)，并重复前述图10A的程序，且新数据l不再参与比较。又，如图10C所示，数据缩减器再加入新数据m(第13笔数据)，并重复前述图10B的程序，且新数据m不再参与比较。
图11为本发明中数据还原器70的数据还原演算法的一实施例流程图。图12为本发明中队列的数据的示意图，用于搭配图11的数据还原演算法实施例。
如图11与图12实施例所示，在步骤S41中，由数据还原器获得多笔数据。
在步骤S42中，由数据还原器判断该些数据是否已依照时间戳记排序？若是(该些数据已依照时间戳记排序)，则进入步骤S43，表示该些数据未经压缩处理可直接使用，即该些数据为已还原或无须还原的数据。若否(该些数据未依照时间戳记排序)，则进入步骤S44，由数据还原器找到时间戳记(如时间戳记t7)最新的数据(如数据g)。
在步骤S45中，由数据还原器判断数据g是否位于未处理数据的最后端？若是(数据g非位于未处理数据的最后端)，则进入步骤S46。若否(数据g位于未处理数据的最后端)，则进入步骤50以排除该数据g。
在步骤S46中，数据还原器会将数据分成四部分(数据g、与第一部分、第二部分、第三部分)，由数据还原器取得数据g前一位置的数据(如数据b，数据b与数据b之前的数据为第一部分)的时间戳记。在步骤S47中，由数据还原器找到时间戳记最接近且大于数据b的数据(如数据c，数据b到数据c之间的数据为第二部分，数据c与之后的数据为第三部分)。在步骤S48中，由数据还原器将第三部分全部移至数据g前，且将第二部分往后移。在步骤S49中，由数据还原器将数据g移至队列的最后端，并复制数据b的值插入于移动后的第三部分与第二部分之间。
图13A至图13C为本发明中以数据还原演算法还原队列的数据的实施例示意图，用以还原上述图10C实施例下方的数据(数据缩减演算法的另一类型)。
如图13A实施例所示，由数据还原器判断多笔数据是否照时间戳记排序。若否(数据未按照时间戳记排序)，则该数据还原器以数据还原演算法对该些数据进行还原。若是(数据己按照时间戳记排序)，则该数据还原器无须再对该些数据进行还原。
当数据未按照时间戳记排序时，数据还原器找到最新时间戳记t13的数据m，数据m不在队列的最后端(在队列的位置3)。接着，数据还原器将位置2至位置7以位置2(数据b)的数值补满，找到位置2(数据b)之后且最接近位置2(数据b)的数据c(时间戳记t3)，并将数据c(时间戳记t3)及其后的数据(数据d,l,j)全部往前插入于位置3至时间戳记t13之间的位置。然后，数据还原器将原时间戳记t13的位置补上位置2(数据b)的数值，并将时间戳记t13的数据m移至队列的最后端，且数据m不再参与之后的运算。
如图13B实施例所示，数据还原器找到未处理且为最新时间戳记t12的数据l，数据l不在队列的最后端(在队列的位置5)。接着，数据还原器将位置4至位置10以位置4(数据d)的数值补满，找到位置4(数据d)之后且最接近位置4(数据d)的数据e(时间戳记t5)，将时间戳记t5的数据e及其后的数据k(不包含已处理过而往后移的数据m)全部往前插入至位置5，并将时序时间戳记t12的数据l移至队列的最后端的数据m之前，且数据l不再参与之后的运算。
如图13C实施例所示，数据还原器找到未处理且为最新时间戳记t11的数据k，数据k不在队列的最后端(在队列的位置6)。接着，数据还原器将位置6至位置8以位置5(数据e)的数值补满，找到位置5(数据e)之后且最接近位置5(数据e)的数据f(时间戳记t6)，将时间戳记t6的数据f及其后的数据g(不包含已处理过而往后移的数据l、m)全部往前补到位置6、7，并将时序时间戳记t11的资k移至队列的最后端的数据l、m之前，且数据k不再参与之后的运算。
图14为依据本发明一实施例中队列的数据的最佳状况示意图。当监控单元对应的队列有足够的借用空间时，使用队列空间调整器的队列空间调节演算法(动态队列空间调整机制)，可以完整保持数据不失真。同时，如图14实施例所示，当数据构成对称的钟形分布时为最理想状况，使用数据缩减演算法的第二类型可以多容纳(n-1)/2笔数据且保持数据无失真或低失真。
图15A为依据本发明一实施例，数据未丢失状态的结果示意图，图15B为现有技术的资源调控方法的结果示意图，图15C为依据本发明一实施例的服务器及其资源调控方法的结果示意图。
如图所示，相较于图15A的数据未丢失状态，图15B中现有技术的资源调控方法易造成(OPC UA)工业传输系统内的数据高失真，但图15C中依据本发明一实施例的服务器及其资源调控方法可达成数据低失真的调控效果。
由上可知，本发明透过资源调配与监测(Resources Assignment&RegulationMethod；RAR)方式，在有限的队列空间(硬件资源)下，以队列空间调整演算法(队列空间调节技术)进行动态资源调整，分配不同监控点位的队列空间大小，并借由数据缩减演算法(数据低失真缩减技术)有效保留数据重要的离峰值，降低数据的失真程度。而且，本发明透过监测各监控点位的队列空间大小的使用率，有效分配调整硬件资源，提高监控点位的监控数量。同时，本发明利用数据缩减演算法(或数据筛选法)保留重要数据，减少数据失真程度，以利于数据统计的准确性。
另外，在工业网络的应用上，本发明可使服务器的监控点位提升30％以上的监控量。例如，一台基本的OPC UA服务器可同时监控100个监控点位的资讯，但透过本发明则可至少增加至130个点位，而无需增加额外成本。又，在无线网络的监控上，本发明可减少网络封包的发送量，节省设备的电池消耗。例如，原本每10秒发送一次封包的资讯，透过本发明可在封包中塞入更多数据，进而延长发送时间以节省设备的电力。
上述实施形态仅例示性说明本发明的原理、特点及其功效，并非用以限制本发明的可实施范畴，任何熟习此项技艺的人士均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施形态进行修饰与改变。任何运用本发明所揭示内容而完成的等效改变及修饰，均仍应为权利要求书所涵盖。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (19)

1.一种服务器，其特征在于，包括：
多个队列，其具有各自的队列大小；以及
一或多个处理器，其执行多个指令以运行资源调控程序，包括启动：
多个监控单元，其各自监控多个监控点位其中一者，其中，该些监控单元各自对应该些队列其中一者，且各该队列用以储存该些监控点位的数据与该些数据的时间戳记；
资源监控器，其用以监控该些监控单元的对应队列的使用状态，以依据前述使用状态判断任一监控单元获得所监控的监控点位的新数据时是否运行队列空间调整，当不运行队列空间调整时，由该任一监控单元将获得的前述新数据加入对应的队列中；
队列空间调整器，其用以判断是否有足够空间来进行该队列空间调整，当运行队列空间调整，且该些队列中的一或多个有调整的空间时，调整该一或多个队列的空间，以使获得的前述新数据被加入调整后的该一或多个队列中；以及
数据缩减器，其当运行队列空间调整，且该些队列无调整的空间时，依据该任一监控单元的对应队列中所储存的各数据的时间戳记与前述各数据在该任一监控单元的对应队列中的位置，缩减该任一监控单元的对应队列中所储存的数据，以使获得的前述新数据被加入该任一监控单元的对应队列中。
2.根据权利要求1所述的服务器，其特征在于，该些监控单元对应监控该些监控点位以传输获得自该些监控点位的数据。
3.根据权利要求1所述的服务器，其特征在于，该服务器还包括存储器，其中该存储器包括该些队列，并用以储存该一或多个处理器所执行的该些指令与该些监控单元所对应的该些队列的参数。
4.根据权利要求1所述的服务器，其特征在于，该队列空间调整器借由队列空间调整演算法运行包括：依据该一或多个队列的参数判断出该一或多个队列有调整的空间，以动态调整该一或多个队列的空间，其中该一或多个队列的参数包括队列的取样频率、队列大小及发布时间其中至少一者，以运行队列空间调整。
5.根据权利要求4所述的服务器，其特征在于，该队列空间调整器更运行包括：依据该些队列的参数、该些队列距离发布时间的剩余时间与该些队列已使用的空间判断是否有一或多个监控单元的对应队列的空间可被借用，以动态运行队列空间调整。
6.根据权利要求4所述的服务器，其特征在于，该队列空间调整器更运行包括：
依据获得的前述新数据的量计算出该些队列中各可被借用空间，并选择具有最小量的前述可被借用空间的单一队列来借用空间；以及
若无法找出该单一队列，则判断是否向多个监控单元的对应队列借用空间，若多个监控单元可被借用的空间总量大于需借用的队列空间，则选择具有最大总量的可被借用空间的多个监控单元借用。
7.根据权利要求6所述的服务器，其特征在于，若无法找出该单一队列，则该队列空间调整器向具有最大量的前述可被借用空间的队列开始借用，直至累计多个队列的可被借用空间至足够所需的空间。
8.根据权利要求1、4或6所述的服务器，其特征在于，该数据缩减器依据数据缩减演算法以缩减该任一监控单元的对应队列的数据，执行包括：
取得需调整该任一监控单元的对应队列的空间中的数据数值差异最小的一对数据；以及
当该对数据在该任一监控单元的对应队列中的位置相邻时，借由该数据缩减器自该对应队列中移除该对数据中时间戳记较大的数据，以将被移除数据的队列位置后的所有数据往前移一队列位置，并将获得的前述新数据储存于该对应队列中所有数据后面的队列位置。
9.根据权利要求8所述的服务器，其特征在于，该数据缩减器的数据缩减演算法更包括：
当该对数据在该任一监控单元的对应队列中的位置不相邻，且该对数据中时间戳记较小的数据的后一位数据的时间戳记大于并最接近该对数据中时间戳记较小的数据时，借由该数据缩减器移除该对数据中时间戳记较大的数据，并将该对数据中间的所有数据往后移一队列位置，且将获得的前述新数据储存于被移除数据的队列位置处，否则该数据缩减器移除该对数据中时间戳记较小的数据。
10.根据权利要求1所述的服务器，其特征在于，该服务器还包括数据还原器，其依据数据还原演算法以还原该任一监控单元的对应队列的数据，其中，该数据还原演算法包括：借由该数据还原器取得该对应队列的数据，当该对应队列的数据已依照各自的时间戳记排序时，该数据还原器判定该对应队列的数据为已被还原或无须还原的数据，而当该对应队列的数据未依照各自的时间戳记排序时，该数据还原器透过该对应队列的数据的时间戳记与该些数据在该对应队列中的相对排序位置以还原该对应队列的数据。
11.一种资源调控方法，其特征在于，包括：
借由服务器的多个监控单元各自监控多个监控点位其中一者，其中，该些监控单元各自对应多个队列其中一者，各队列用以储存该些监控点位的数据与该些数据的时间戳记，且该些队列具有各自的队列大小；
由该服务器监控该些监控单元的对应队列的使用状态，以依据前述使用状态判断任一监控单元获得所监控的监控点位的新数据时是否运行队列空间调整；
当不运行队列空间调整时，则该服务器将获得的前述新数据加入该任一监控单元的对应队列中；
当运行队列间调整，且该些队列中的一或多个有调整的空间时，则该服务器调整该一或多个队列的空间，以使获得的前述新数据被加入调整后的该一或多个队列中；以及
当运行队列空间调整，且该些队列无调整的空间时，则该服务器依据该任一监控单元的对应队列中所储存的各数据的时间戳记与前述各数据在该任一监控单元的对应队列中的位置，缩减该任一监控单元的对应队列中所储存的数据，以使获得的前述新数据被加入该任一监控单元的对应队列中。
12.根据权利要求11所述的资源调控方法，其特征在于，该些监控单元对应监控该些监控点位以传输获得自该些监控点位的数据。
13.根据权利要求11所述的资源调控方法，其特征在于，该服务器借由队列空间调整演算法包括：依据该一或多个队列的参数判断出该一或多个队列有调整的空间，以动态调整该一或多个队列的空间，其中该一或多个队列的参数包括队列的取样频率、队列大小及发布时间其中至少一者，以运行队列空间调整。
14.根据权利要求13所述的资源调控方法，其特征在于，该队列空间调整演算法更包括：依据该些队列的参数、该些队列距离发布时间的剩余时间与该些队列已使用的空间判断是否有一或多个监控单元的对应队列的空间可被借用，以动态运行队列空间调整。
15.根据权利要求13所述的资源调控方法，其特征在于，该队列空间调整演算法更包括：
依据获得的前述新数据的量计算出该些队列中各可被借用空间，并选择具有最小量的前述可被借用空间的单一队列来借用空间；以及
若无法找出该单一队列，则判断是否向多个监控单元的对应队列借用空间，若多个监控单元可被借用的空间总量大于需借用的队列空间，则选择具有最大总量的可被借用空间的多个监控单元借用。
16.根据权利要求15所述的资源调控方法，其特征在于，若无法找出该单一队列，则该服务器向具有最大量的前述可被借用空间的队列开始借用，直至累计多个队列的可被借用空间至足够所需的空间。
17.根据权利要求11、13或15所述的资源调控方法，其特征在于，该服务器依据数据缩减演算法以缩减该些队列的数据，且该数据缩减演算法包括：
取得需调整该任一监控单元的对应队列的空间中的数据数值差异最小的一对数据；以及
当该对数据在该任一监控单元的对应队列中的位置相邻时，该服务器自该对应队列中移除该对数据中时间戳记较大的数据，以将被移除数据的队列位置后的所有数据往前移一队列位置，并将获得的前述新数据储存于该对应队列中所有数据后面的队列位置。
18.根据权利要求17所述的资源调控方法，其特征在于，该数据缩减演算法更包括：
当该对数据在该任一监控单元的对应队列中的位置不相邻，且该对数据中时间戳记较小的数据的后一位数据的时间戳记大于并最接近该对数据中时间戳记较小的数据时，该服务器移除该对数据中时间戳记较大的数据，并将该对数据中间的所有数据往后移一队列位置，且将获得的前述新数据储存于被移除数据的队列位置处，否则该数据缩减器移除该对数据中时间戳记较小的数据。
19.根据权利要求11所述的资源调控方法，其特征在于，该方法还包括依据数据还原演算法还原该任一监控单元的对应队列的数据，其中，该数据还原演算法包括：借由该服务器取得该对应队列的数据，当该对应队列的数据已依照各自的时间戳记排序时，该服务器判定该对应队列的数据为已被还原或无须还原的数据，而当该对应队列的数据未依照各自的时间戳记排序时，该服务器透过该对应队列的数据的时间戳记与该些数据在该对应队列中的相对排序位置以还原该些队列的数据。
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