I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   A p r il 2 0 2 6 ,   p p .   1 2 8 6 ~ 1 2 9 9   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 2 . p p 1 2 8 6 - 1 2 9 9        1286     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Energ y - eff ici ent  virtua l ma chine  allo ca tion usin g  dire ctiona a nd bo unda ry - a w a re bobca o ptimi za tion       Nida   K o us a G o us e,   G o pa la   K rish na n Cha nd ra s ek a ra n   D e p a r t me n t   o f   C o mp u t e r   S c i e n c e   a n d   En g i n e e r i n g ,   G I TA M   S c h o o l   o f   T e c h n o l o g y ,   B e n g a l u r u ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   2 2 ,   2 0 2 5   R ev is ed   J an   8 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   J an   2 5 ,   2 0 2 6       Clo u d   c o m p u ti n g   (CC)  h a g a in e d   sig n if ica n trac ti o n   d u e   to   i ts  a b il it y   t o   d e li v e se rv ice in   a   sc a lab le  a n d   a d a p tab le  m a n n e r,   c a terin g   to   d i v e rse   u se re q u irem e n ts.  Ho we v e r,   in   v irt u a li z a ti o n   tec h n o l o g y ,   o n e   o th e   p rima ry   c h a ll e n g e is  m a n a g in g   t h e   e n e rg y   c o n s u m p ti o n   re q u ired   to   m a in ta in   se rv ice   q u a li t y ,   a it   d irec tl y   imp a c ts  th e   o p e ra ti o n a e x p e n se o d a ta  c e n ters .   To   a d d re ss   th is  c h a ll e n g e ,   th is   re se a rc h   p r o p o se a   d irec ti o n a m o v e m e n a n d   b o u n d a r y - a wa re   stra teg y - b a se d   b o b c a o p ti m iza ti o n   a lg o rit h m   (DMBABOA fo e n e rg y - e fficie n v ir tu a l   m a c h in e   (VM)   a ll o c a ti o n   a ime d   a t   m in imiz in g   e n e rg y   c o n su m p ti o n   in   c lo u d   e n v iro n m e n ts.  Th e   d irec ti o n a l   se a rc h   a n d   b o u n d a ry - a wa re   c o r re c ti o n   e n h a n c e   c o n v e rg e n c e   a n d   e n su re   fe a sib le  re so u rc e   d istri b u ti o n .   Th i e n su re e ffe c ti v e   u ti li z a ti o n   o r e so u rc e s,   imp ro v e d   v irt u a li z a ti o n   m a n a g e m e n t,   a n d   s u b sta n t ial  e n e rg y   sa v in g s.  Th e   e x p e rime n tal  fin d in g e sta b li sh   th a th e   p r o p o se d   DMBABOA   o p ti m ize r   re a c h e a   m in imu m   e x e c u ti o n   ti m e   o 1 3 4 . 4 8   wh e n   th e   n u m b e r   o VMs  is   e q u a to   1 , 2 0 0   with   2 0 0   u se rs,  c o m p a re d   to   e x isti n g   m e th o d su c h   a th e   m e tah e u risti c   VM  a ll o c a ti o n   a p p ro a c h   t o   p o we e fficie n c y   o s u sta in a b le   c lo u d   e n v ir o n m e n (M V - P E S C).   K ey w o r d s :   B o b ca t o p tim izatio n   alg o r ith m   b o u n d ar y - awa r s tr ateg y     C lo u d   co m p u tin g     Dir ec tio n al  m o v em e n   E n er g y - ef f icien t v i r tu al  m ac h in allo ca tio n   Ph y s ical  m ac h in es   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Nid Ko u s ar   Go u s e   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g in ee r in g ,   GI T AM   Sch o o l o f   T ec h n o lo g y   B en g alu r u ,   I n d ia   E m ail: n k o u s ar @ g itam . in       1.   I NT RO D UCT I O   C lo u d   co m p u tin g   ( C C )   h as  em er g ed   as  d o m in a n ar ch ety p f o r   ef f icien d ata  s to r ag an d   p r o ce s s in g ,   o f f er in g   e n d - u s e r s   o n - d em an d   s er v ices  s u p p o r ted   b y   v ir tu alize d   r eso u r ce s   [ 1 ] .   T h r o u g h   v ir tu aliza tio n ,   m u ltip le  v ir tu a m ac h in es  ( VM s )   ca n   b cr ea ted   an d   ass ig n ed   to   p h y s i ca m ac h in ( PM) ,   s ig n if ican tly   r e d u cin g   th e   c o s o f   ac q u ir in g   a d d itio n al   s er v er   in f r astru ctu r e   [ 2 ] .   V Ms  p r o v id e   b e n ef its   in clu d in g   m o b ilit y ,   ag ilit y ,   s c alab ilit y ,   an d   elasticity   [ 3 ]   b y   v ir tu alizin g   PM  r eso u r ce s   lik e   s to r ag e,   C PU ,   an d   R AM ,   an d   im p lem en tin g   u s er   task s   [ 4 ] .   T h is   m o d el  h as  tr a n s f o r m ed   th d eliv er y   o f   tech n o lo g ical  s er v ices,   en ab lin g   s er v ice   p r o v id er s   to   o f f er   u s er s   wid r a n g o f   f ac ilit ies  [ 5 ] .   T h ese   s y s tem s   b asically     co n tain   d iv e r s ty p es in f r astru ctu r as  s er v ice  ( I aa S),   p latf o r m   as  s er v ice  ( PaaS) ,   an d   s o f twar as  a   s er v ice  ( SaaS)   [ 6 ] .   I n   I aa S,  p r o v id e r s   d eliv er   v ir tu alize d   co m p u tin g   r eso u r ce s   lik s er v er s ,   n etwo r k s ,   an d   s to r ag e,   allo win g   cu s to m er s   to   r u n   ap p licatio n s   o n   ex is tin g   in f r astru ctu r with o u p u r ch as in g   h ar d war e.   PaaS   en ab les d ev elo p e r s   to   o r g an iz an d   m ain tain   ap p licatio n s   with o u t th n ee d   t o   in s tall o r   o v e r s ee   th u n d er ly i n g   in f r astru ctu r e   [ 7 ] ,   [ 8 ] .   SaaS  p r o v id es  s o f twar e   ac r o s s   th e   in ter n et,   en a b lin g   u s er s   f o r   p er f o r m in g   th e   d ev ice s   u s in g   web   b r o wser   lack   o f   m ain ten an ce   o r   d ep l o y m en t   r eq u ir em e n ts   [ 9 ] ,   [ 1 0 ] .   I n   cl o u d   en v ir o n m en ts ,   s er v ice  r eq u ests   f r o m   u s er s   a r h ig h ly   d y n a m ic,   m a k in g   r es o u r ce   allo ca tio n   an   o n g o in g   c h allen g f o r   clo u d   s er v ice  p r o v id er s   ( C SP s )   [ 1 1 ] .   B ec au s o f   lim ited   r eso u r ce s ,   C SP s   m u s m an ag allo ca tio n   wh ile  co n s id er in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E n erg y - efficien t v ir tu a l m a ch i n a llo ca tio n   u s in g   d ir ec tio n a l a n d   b o u n d a r y - a w a r   ( N id a   K o u s a r   Go u s e)   1287   m u ltip le  f ac to r s   s u ch   as  s er v ic q u ality ,   p r icin g ,   f ai r n ess ,   p r o f itab ilit y ,   an d   l o ad   b ala n cin g   [ 1 2 ] ,   [ 1 3 ] .   As  b o th   C SP s   an d   co n s u m er s   s ee k   to   m ax im ize  th eir   b en ef its ,   th is   p r o ce s s   b ec o m es c o m p lex   [ 1 4 ] ,   [ 1 5 ] .   Po o r   r eso u r ce   m an ag em en ca n   lead   to   s u b s tan tial  r eso u r ce   wastag e,   m ak in g   ef f icie n allo ca tio n   cr u cial  f o r   en h a n cin g   u tili za tio n   r ates  an d   im p r o v in g   p o we r   ef f icien cy   [ 1 6 ] .   E n er g y - awa r VM   allo ca tio n   an d   m ig r atio n   p lay   v ital  r o les  in   b alan cin g   en er g y   c o n s u m p tio n   an d   m ain tain i n g   s er v ice  q u ality   [ 1 7 ] .   Ho we v er ,   ac h iev in g   b o t h   s ec u r ity   an d   en e r g y   ef f icien c y   in   C C   r em ain s   a   s ig n if ican ch allen g e   [ 1 8 ] .   R ed u cin g   e n er g y   co n s u m p tio n   s u p p o r ts   s u s tain ab le  c o m p u tin g   an d   lo wer s   t h o p er atio n al   e x p en s es  o f   o r g an izatio n al   d ata   ce n ter s   [ 1 9 ] ,   [ 2 0 ] Sh ar m et  a l.   [ 2 1 ]   d ev el o p ed   m u ltid im en s io n al   v ir tu al  m a ch in mode ( MD VM M)   an d   b r an ch - a n d - p r ice - ass is ted   en er g y - ef f icien VM   ap p r o ac h   at  th d ata  ce n ter .   T h is   b r an ch - b ased   VM   ap p r o ac h   m in im izes  en er g y   co n s u m p tio n   a n d   r eso u r ce   wa s tag th r o u g h   s elec tin g   th id ea PM  co u n ts   at  th clo u d   d atac en ter .   Ho wev er ,   MD VM s tr u g g led   to   ad ap t   to   d y n am ic  o r   u n p r ed ictab l wo r k lo ad s   in   clo u d   en v i r o n m en ts ,   lead in g   to   s u b o p tim al  m ig r atio n ,   en h a n c ed   o v er h ea d ,   a n d   s er v ice  lev el  ag r ee m en ( SLA )   v io latio n s .   Yao   et  a l.   [ 2 2 ]   im p lem en ted   a   lo ad - b alan cin g   m ec h a n is m - d r iv en   v ir tu al   m ac h in co n s o lid atio n   ( L B VM C ) ,   tar g eted   to   m in im ize  SLA  v io latio n s   an d   en er g y   u tili za tio n   th r o u g h   b alan ce d   m u ltid im en s io n al  r eso u r ce   u tili za tio n   ac r o s s   PMs.  Ho wev er ,   L B V MC  r eq u ir es  f r eq u en VM   m i g r atio n s   to   m ain tain   b ala n ce d   r eso u r ce   u tili za tio n   ac r o s s   PM,   wh ich   lead s   to   tem p o r ar y   s er v ice  d is tr ib u tio n .   C ao   et  a l.   [ 2 3 ]   i n tr o d u ce d   a   s ec u r an d   en e r g y - ef f icien t   VM   allo ca tio n   m ec h an is m   to   p r ev e n   co - r esid en ce   attac k s   an d   q u a n tifie d   th r ee   k ey   f ac to r s s ec u r ity   r is k s   d u to   co - r esid en ce   o f   VM s   f r o m   d if f er en t   u s er s ,   c o m p r e h en s iv en er g y   c o n s u m p tio n ,   an d   w o r k lo ad   in e q u ality   a m o n g   P Ms.  Alth o u g h   th ese  o b jectiv es  wer m in im ized   s im u ltan eo u s ly ,   r a n d o m   n u m b er   o f   VM   f r o m   v ar io u s   u s er s   r ea ch ed   clo u d   t h at  r eq u ir ed   a n   o p tim izatio n   s o l u tio n   to   d y n am ically   r elate   to   p r ev io u s   allo ca tio n   an d   u n k n o wn   allo ca tio n   r eq u ests .   Ho wev er ,   d ef en d i n g   ag ain s co - r esid en ce   attac k s   led   to   u n d er u tili za tio n   o f   p h y s ical  r eso u r ce s ,   th er eb y   r ed u cin g   en er g y   co n s u m p tio n   d u e   to   th e   tr ad e - o f f   b etwe en   h ig h er   s ec u r ity   a n d   r eso u r ce   u tili za tio n .   Ma d ir ed d y   an d   R av in d r an ath   [ 2 4 ]   in tr o d u ce d   d y n am i v ir t u al  m ac h in r elo ca tio n   ( DV MR)  f o r   co n f id en tial   d ata  ce n ter s   t o   u n d er s tan d   v ir t u aliza tio n   an d   m i n im ize  en e r g y   co n s u m p tio n   in   C C .   DVM R   s y s tem   g en e r ated   an   ap p r o ac h   f o r   PM  lo ad   co n d itio n s   b y   id en tify in g   o v er lo a d ed   an d   u n d er lo ad e d   PMs to   m an ag v ir tu aliza tio n   an d   m in im ize   en er g y   c o n s u m p tio n   e f f icien tly .   H o wev er ,   f r eq u en VM   r elo ca tio n s   in tr o d u ce   s ig n if ican t   m ig r atio n   o v er h ea d ,   wh ic h   r ed u ce s   ap p licatio n   p er f o r m a n ce   an d   ca u s es  s er v ice  d is tr ib u tio n s ,   esp ec ially   u n d er   h ig h - l o ad   c o n d itio n s .   Ajm er an d   T ewa r i   [ 2 5 ]   p r o p o s ed   th e   g r ee n   p a r ticle  s war m   o p tim izatio n   ( GPSO)  ap p r o a ch   f o r   VM   allo ca tio n   o n   en er g y - ef f icien t   g r ee n   s y s tem s .   T h ese  s y s tem s ,   r ef er r ed   to   as  g r ee n   p ar ticl es,  ar d esig n ed   to   co n s u m less   p o wer   wh ile  p er f o r m in g   g lo b al   s ea r ch   to   d eter m in e   an   o p tim al  VM   s ch ed u lin g   p lan   th at   m in im izes th n u m b er   o f   ac tiv s er v er s .   T h is   ap p r o ac h   e f f ec t iv ely   r ed u ce s   o v e r all  p o wer   c o n s u m p tio n   i n   d ata  ce n ter s   wh ile  m ain tain in g   SL A.   Sin g h   et  a l.   [ 2 6 ]   p r esen ted   th m etah eu r is tic  VM   p lace m en f r am ewo r k   f o r   p o wer   ef f icien cy   i n   s u s tain a b le  clo u d   en v ir o n m e n ( MV - P E SC ) .   T h is   m eth o d   em p lo y ed   an   ex ten d ed   f lo wer   p o llin atio n   o p tim izatio n   ap p r o ac h   in co r p o r atin g   th p r in ci p les  o f   th r an d o m   f it  ap p r o ac h   alo n g   with   th e   s tan d ar d   f lo wer   p o llin atio n   o p tim izatio n   tech n iq u e .   An   ef f icien cy   o f   th f r am ewo r k   was  v alid ated   u s in g   wo r k lo ad   t r ac es  f r o m   th Go o g le  clu s ter   d ataset ,   d em o n s tr atin g   o p tim izatio n   ca p ab ilit y   in   r ea l - wo r ld   clo u d   en v ir o n m en ts .   Swain   et  a l.   [ 2 7 ]   im p lem e n ted   r eso u r ce - p r ed ictio n - ass is ted   VM   allo ca ti o n   s tr ateg y   aim e d   at   r ed u cin g   th en e r g y   c o n s u m p t io n   wh er ea s   im p r o v in g   s y s tem   co n s is ten cy .   T h k ey   co n tr i b u tio n   p r esen t ed   in   en h an cin g   f ee d - f o r w ar d   n e u r al  n etwo r k   ( FF NN)   th r o u g h     s elf - a d a p t i v e   d i f f e r e n ti a l   e v o l u t i o n   a p p r o a c h   t h a t   c o m b i n es   m u l ti d i m e n s i o n a l   le a r n i n g   a n d   g l o b a l   s ea r c h   c a p a b i l i ti e s .   B y   a c c u r a t el y   f o r e c a s ti n g   f u t u r e   r e s o u r c e   d e m a n d s ,   t h is   a p p r o a c h   e n a b l es   p r o a c t i v e   a n d   f a u l t - t o l e r a n t   VM   m a n a g e m e n t ,   m i n i m i z es   f a i l u r e   i m p a c t ,   a n d   e n h an c e s   p e r f o r m a n c e .   M a h m o o d ab a d i   a n d   B a y g i   [ 2 8 ]   in tr o d u ce d   an   en er g y - e f f ec tiv v ir tu al  m ac h in p lace m e n ( VM P)  tech n iq u u tili ze d   th v ec to r   b in   p ac k in g   ap p r o ac h   to   r ed u ce   en e r g y   u s ag in   d atac en ter s .   T h eir   wo r k   f o cu s ed   o n   b in   p ac k in g   w ith   lin ea r   u s ag co s t   ( B PLUC)  m o d el,   wh ich   d escr ib ed   f o r   b o th   f ix ed   a n d   v a r iab le  o p er atio n al  co s ts ,   th er e b y   a ch iev in g   o p tim ized   r eso u r ce   allo ca tio n   with   r ed u c ed   p o wer   co n s u m p tio n .   Alth o u g h   CC   en ab les  d y n am ic  r eso u r ce   s h ar in g ,   it  also   ex p o s es  s y s tem s   to   co - r esid en ce   attac k s ,   wh er m alicio u s   VM s   ex p lo it  s h ar ed   h ar d war with   tar g et  VM s .   E x is tin g   s o lu tio n s ,   s u ch   as   h y p er v is o r   co n tr o ls   an d   s id e - c h an n el  d ef en s es,  a r o f ten   r e s o u r ce - in ten s iv o r   in f lex ib le.   Prio r   VM   allo ca tio n   m eth o d s   lack ed   r ea l - tim e   ad ap tab ilit y ,   wo r k lo ad   b ala n cin g ,   a n d   en e r g y   ef f icien cy .   Fig u r 1   illu s tr at es  th tax o n o m y   o f   ex is tin g   VM   allo ca tio n   s tr ateg ies,  p r o v id in g   clea r er   s y n th esis   o f   th r elate d   wo r k s .   T h cr u cial  n o tes  o f   th is   r esear ch   ar e:  an   in n o v ativ en er g y - ef f icien an d   co n s is ten VM   allo ca tio n   ap p r o ac h   n am ed   d ir ec tio n al  m o v em en an d   b o u n d a r y - awa r s tr ateg y - b ased   b o b ca o p ti m izatio n   alg o r ith m   ( DM B AB OA)   is   p r o p o s ed   f o r   clo u d   en v ir o n m en ts ,   en s u r in g   o p tim al  p lace m en o n   en er g y - ef f icien an d   co n s is ten PMs.  T o   en s u r lo a d   b alan ce   o f   d esti n atio n   PMs  later   to   VM   allo ca tio n ,   th is   s tu d y   d esig n s   VM   allo ca tio n   ap p r o ac h   in   ter m s   o f   r eso u r ce   f itn ess   an d   VM   lo ad   r elatio n s h ip .   T h e   p er f o r m a n ce   o f   th a p p r o ac h   is   v alid ated   th r o u g h   s im u latio n   u s in g   th C lo u d Sim  to o lk it  b y   co n s id er i n g   d i f f er en p er f o r m an ce   m etr ics.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                   I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   Ap r il 2 0 2 6 1 2 8 6 - 1 2 9 9   1288   T h is   p ap er   is   f o r m atted   as  tr a ils s ec tio n   2   s p ec if ies  t h p r o p o s ed   m et h o d o lo g y .   Sectio n   3   s ig n if ies  th VM   allo ca tio n   u s in g   t h b o b ca o p tim izatio n   alg o r i th m   ( B OA) .   Sectio n   4   s h o ws  th r esu lts   an d   d is cu s s io n .   Sectio n   5   g iv es th e   co n clu s io n .           Fig u r 1 .   T a x o n o m y   o f   ex is tin g   VM   allo ca tio n   s tr ateg ies       2.   P RO P O SE M E T H O D   T h is   s ec tio n   o u tlin es  th p r o p o s ed   s ec u r VM   allo ca tio n   s tr ateg y   in   d etail.   I b eg i n s   with   an   o v er v iew  o f   th s y s tem   m o d el ,   d escr ib in g   t h co r c o m p o n e n ts   an d   in ter ac tio n s   with in   th e   CC   en v ir o n m en t.   Nex t,  th co n ce p o f   e n er g y   ef f icien cy   is   f o r m u lated   as  an   o p tim izatio n   p r o b lem ,   d ef i n in g   th o b jectiv es  an d   co n s tr ain ts   g o v er n i n g   th allo ca tio n   p r o ce s s .   Fin ally ,   th e   ap p licatio n   o f   th DM B AB OA  is   p r esen ted   to   ef f icien tly   s o lv e   th f o r m u lated   p r o b lem   w h ile  en s u r in g   b o th   s ec u r ity   an d   o p tim al  r e s o u r ce   u tili za tio n .     Fig u r 2   o u tlin es  a n   o v er all  s y s tem   ar ch itectu r o f   t h p r o p o s ed   m eth o d ,   r e p r esen tin g   th k ey   co m p o n e n ts   f o r   en er g y - ef f icien t V allo ca tio n .           Fig u r 2 .   Ov e r all  s y s tem   ar ch i tectu r o f   th e   p r o p o s ed   m et h o d       2 . 1 .     Sy s t e m   mo del   T h p r o p o s ed   s y s tem   m o d el  is   d esig n ed   f o r   an   I aa en v ir o n m en t,  wh e r d ata  ce n ter   ty p ically   co m p r is es  ap p licatio n   co n tr o l ler s ,   clo u d   ad m in is tr ato r s ,   an d   lo ca ad m in is tr ato r s .   I n   th i s   ar ch itectu r e,   an   ap p licatio n   co n tr o ller   m a n ag es  in co m in g   u s er   r eq u ests   u s in g   b u ilt - in   s o f twar e.   c lo u d   ad m in is tr ato r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E n erg y - efficien t v ir tu a l m a ch i n a llo ca tio n   u s in g   d ir ec tio n a l a n d   b o u n d a r y - a w a r   ( N id a   K o u s a r   Go u s e)   1289   o v er s ee s   clo u d   s er v ices  at  th e   ap p licatio n   p r o g r am m in g   in te r f ac ( API )   le v el,   en s u r in g   th at  u s er   r eq u ests   ar d ir ec ted   to   th a p p r o p r iate  ap p licatio n .   At  th p h y s ical  in f r astru ctu r lev el,   lo ca a d m in is tr ato r   h an d les  th e   in ter n al  r eso u r ce s   o f   PMs,  ass ig n s   VM s   to   en d   u s er s ,   an d   e x ec u tes  th eir   task s .   As  p r o g r am   s u p er v is o r ,   th e   lo ca ad m in is tr ato r   d eter m in e s   wh eth er   n ew  VM   r eq u es ca n   b f u lf illed   wh ile  a d h e r in g   to   q u ality   o f   s er v ic ( Qo S)  r eq u ir em en ts .   T h clo u d   m an a g er   u tili ze s   in f o r m atio n   f r o m   th lo ca m an ag er   to   co o r d in ate  an d   m a n ag VM   m ig r atio n   b etwe en   p h y s ical  h o s ts .   T h is   in clu d es  d ec id in g   wh eth er   to   r el o ca te  VM ,   e n ab le  v ir tu aliza tio n   f ea tu r es,  o r   u s s to r ag d r iv es  f o r   VM   o p er atio n s .   T h lo ca m an ag er   is   r esp o n s ib le  f o r   co n tin u o u s   m ain ten an ce   o f   e ac h   VM   o n   e v er y   h o s an d   m a n ag es  th e   allo ca tio n   o f   p h y s ical  r eso u r ce s   am o n g   th em .   Her e,   th B OA  is   in tr o d u ce d   f o r   ac h iev in g   th e   en er g y - ef f icien a n d   s ec u r VM   allo ca tio n .   T h e   m o d el  r e p r esen ts   v ir tu al  d ata  ce n ter   co n tain in g   m u ltip le  clo u d   clien ts   co n s is tin g   o f   p h y s ical  n o d es  an d   a n   ass o ciate d   lis o f   PMs,  ex p r ess ed   as:  = {  1 ,  2 , ,  } .   E ac h   PM  is   h o m o g e n eo u s   an d   co n s is ts   o f     VM s ,   r ep r esen ted   as:  = {  1 ,  2 , ,  } .   VM s   ar d y n am ically   a llo ca ted   to   m in im ize  en er g y   co n s u m p tio n ,   an d   th ei r   r eso u r ce   d em a n d s   f lu ctu ate ,   p ar ticu lar ly   in   ter m s   o f   C PU  u tili za tio n .   E ac h   VM   ca n   b ass ig n ed   m ax im u m   C PU  ca p ab ilit y ,   d en o ted   as  .   Giv en   th at  ea ch   PM  h as  C PU  ca p ac ity   ,   VM   co u n ts ,   wh ich   ar e   h o s ted   o n   s in g le  PM  is   d eter m in ed   b y   t h r atio   / .   As  th ese  VM s   ca n   ex ec u te  wid r an g o f   a p p l icatio n s   with   d is tin ct  b eh av io r s ,   th e y   m ay   v ar y   s ig n if ican tly   in   f u n ctio n   a n d   o f te n   r u n   co n cu r r e n tly .   B ased   o n   r ea l - tim w o r k lo a d   d em an d s ,   VM s   ca n   b e   d y n am ically   ac tiv ated   o r   d ea ctiv ate d   o n   PM,   en ab lin g   ef f icien u tili za tio n   o f   th p h y s ical  s y s tem s   r eso u r ce s .   E ac h   VM   ca n   o p er ate  d if f er en o p e r atin g   s y s tem s   an d   ap p licatio n s   s im u ltan eo u s ly   o n   th s am PM,   en s u r in g   f lex ib ilit y   an d   ef f ic ien r eso u r ce   u s ag e   f o r   clo u d   u s er s .   Ser v ices  ar p r o v id ed   th r o u g h   ap p licati o n s   d is tr ib u ted   ac r o s s   s ev er al  VM s   with in   th e   u n d er ly i n g   clo u d   in f r astru ct u r e.   Giv en   th h ig h ly   v ar iab le  n atu r o f   wo r k lo ad s ,   th r eso u r ce   r eq u ir em e n ts   o f   ea ch   VM   ca n   d if f er   s ig n if ica n tly th er ef o r e,   VM s   m ay   m i g r ate  ac r o s s   PMs  to   o p tim ize  r eso u r ce   u tili za tio n ,   r ed u ce   r ed u n d an c y ,   an d   r elea s u n u s ed   ca p ac ity .   C o n s eq u e n tly ,   PMs  ca n   b e   tu r n e d   o f f   o r   m o v e d   to   an   id l e   s tate  to   r ed u ce   p o wer   co n s u m p tio n .     2 . 2 .     E nerg y   ef f iciency   mo del   Mo s co n tem p o r ar y   m ain f r a m es  ar p r o ce s s ed   th r o u g h   d y n am ic  v o ltag an d   f r eq u e n cy   s ca lin g   ( DVFS)  ad v an ce m en t,  wh ic h   en ab les  r ea l - tim ad ju s tm en o f   o p er atin g   f r eq u e n cy   to   r ed u ce   e n er g y   co n s u m p tio n .   Sin ce   C PU  u tili za tio n   ty p ically   r ef lects  wo r k l o ad   in te n s ity ,   th e   p o wer   u s ag e   o f   PM  is   lar g ely   af f ec ted   b y   its   C PU  lo ad .   DVFS  i s   b r o ad ly   ad o p ted   as  an   ef f ec tiv m ec h a n is m   to   b alan ce   s y s tem   p er f o r m an ce   an d   en er g y   c o n s u m p tio n .   B y   a d ju s tin g   th p r o ce s s o r s   o p er atin g   f r eq u e n cy   an d   v o ltag e ,   DVFS  in f lu en ce s   o v er all  e n er g y   co n s u m p tio n ,   as   lo wer   f r eq u en ci es  m ay   e x ten d   ex ec u tio n   tim d esp ite  r e d u cin g   p o wer .   An   ef f icien DVFS - b ased   s ch ed u lin g   s tr ateg y   aim s   to   m in im ize  to tal  en er g y   co n s u m p tio n   wh il e   s atis f y in g   Qo r eq u ir em en ts   s u ch   as  ex ec u tio n   d ea d lin es.  D VFS  allo ws  th p r o ce s s o r   to   o p er ate  at  d if f e r en v o ltag e - f r e q u en c y   c o m b in atio n s   d u r i n g   ac tiv e   an d   id le   co m m u n icatio n   p er i o d s ,   co n tr ib u tin g   to   o p tim ized   p o wer   u s ag e.   Pro ce s s o r   allo ca tio n   s tr ateg ies  g en er ally   ass ig n   clu s ter s   to   in d iv id u al  p r o ce s s in g   u n its   ( PU s ) .   s u m   o f   p o wer   u tili ze d   th r o u g h   P d ep en d s   o n   s ev er al   co m p o n en ts ,   i n clu d in g   n etwo r k ,   C PU,  s to r ag e ,   an d   m em o r y   ( R AM )   u tili za tio n .   P r io r   s tu d ies  h a v s h o wn   s tr o n g   lin ea r   r elatio n s h ip   b etwe en   C PU  u s ag an d   to tal  en er g y   c o n s u m p tio n   in   s er v er s .   Fo r   in s tan ce ,   th p r o c ess o r   is   th d o m in an co n tr i b u to r   to   h o s p o wer   co n s u m p tio n ,   in d icatin g   th at  C PU  u ti lizatio n   is   d ir ec tly   l in k ed   to   th p o wer   d r aw.   Acc o r d in g ly ,   th p o wer   m o d el  o f   s er v er   ca n   b e   e x p r e s s ed   as a   f u n ctio n   o f   C PU u s ag e,   r ep r esen ted   m ath em atica ll y   in   ( 1 ) .     = (   ) × +    ( 1 )     Her    m ea n s   av e r ag p o wer   i n   an   in d o len s tate,      d en o tes  th e   av er ag e   p o wer   at  f u ll  u tili za tio n ,   an d     r ep r esen ts   th r eso u r ce   co n s u m p tio n   o f   th h o s   in   th cu r r en p o wer   s tate.   T h to tal   en er g y   u s ag f o r   h o s t s   is   esti m ated   as ( 2 ) .     = [ × ( (  ) × (  ×  ) +  = 1 ) ] = 1 = 1     ( 2 )     W h er R   is   th s et  o f   VM   p r o ce s s o r s ,     s p ec if ies  th o p er at io n   u p d ate  o f   th e   PM  with   r e s p ec to   0   an d   1 ,        d en o tes  th task   o f   VM   to   PM.   E v en   wh en   PM  is   i d le   ( i.e . ,   0 u tili za tio n ) ,   it  s till   co n s u m es  a   s ig n if ican am o u n o f   its   p o wer .   L et  α   r ep r esen th p r o p o r tio n   o f   p o we r   co n s u m e d   b y   P in   th id le  s tate   r elativ to   wh en   it  is   f u lly   u tili ze d   an d     r ep r esen t   th p o wer   u tili za tio n   at  th cu r r en o p er atin g   lev el.   T h e   to tal  p o wer   co n s u m p tio n   o f      is   d ef in ed   as ( 3 ) .   W h er   d en o tes th p o wer   co n s u m p tio n   o f    .      = ×  + ( 1 ) × ×   ( 3 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                   I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   Ap r il 2 0 2 6 1 2 8 6 - 1 2 9 9   1290   2 . 3 .     Securit y   qu a ntif ica t io n   I n   p ar ticu lar ,   ass u m a   co m p ar ab le  d is tr ib u tio n   o f   m alic io u s   u s er s .   T h s ec u r ity   q u a n tific atio n   co n s id er s   th lik elih o o d   o f   m alicio u s   VM s   b ein g   co - lo ca ted   with   leg itima te  u s er s ,   wh ic h   d ir ec tly   in f lu en ce s   s y s tem   v u ln er ab ilit y .   T h is   s tu d y   m o d els  th p r o b a b ilit y   o f   m alicio u s   VM s   b ein g   co - lo ca ted   with   leg itima te  u s er s ,   th er eb y   ca p tu r in g   p o te n tial secu r ity   r is k s ,   as f o r m u lat ed   in   ( 4 ) .      = × (   1 ) = 1 ( 1 )   ( 4 )     W h er   r ep r esen ts   th ev alu at ed   m alicio u s   u s er   p er ce n ta g e,   an d     an d     d en o te  th n u m b e r   o f   PMs   an d   u s er s ,   r esp ec tiv ely .       is   c o u n t o f   co - lo ca te d   u s er s   at   .   T h is   s tu d y   ass u m es  th at  a   PM  with   o n l y   o n u s er   is   s ec u r e.   No tab l y ,   PM  h o s tin g   s in g le  u s er   is   co n s id er ed   s ec u r e,   as n o   co - l o ca tio n   ex is ts   to   en ab le   m alicio u s   in ter ac tio n s .       3.   VIRT UAL  M ACH I NE   A L L O CATI O U SI NG   B O B CA T   O P T I M I Z A T I O A L G O RIT H M   I n   th e   d esig n   o f   th e   B OA,   th p o p u latio n   u p d ate  m ec h an is m   with in   th e   s o lu tio n   s p ac is   e n co u r a g ed   th r o u g h   n at u r al  h u n tin g   s tr ateg ies  o f   wild   b o b ca ts .   I n   th is   m ec h an is m ,   b o b ca i n itially   tr ails   lo ca tio n   o f   p r ey   an d   tr av els  to war d s   it.  Su b s eq u en tly ,   it  tr a p s   an d   attac k s   p r ey   at  an   o p p o r tu n m o m en an d   ev e n tu ally   ca tch es th p r ey   later   to   h u r tlin g   p r o ce d u r e.   T h e   u p d ated   s tag es o f   th B OA  ar d escr ib ed .     3 . 1 .     I nitia liza t io n   B OA  is   p o p u latio n - d r iv e n   o p tim izatio n   ap p r o ac h   wh ich   iter ativ ely   ex p lo r es  th e   s o lu t io n   s p ac e,   lev er ag in g   th co llectiv s ea r c h   ca p ab ilit y   o f   its   ag en ts   to   ef f ec tiv ely   s o lv o p tim izatio n   p r o b lem s .   B ased   o n   th d esig n   in s p ir atio n   o f   th B OA,   th s o lu tio n   s p ac e   is   an alo g o u s   to   th e   n atu r al   h ab itat  o f   b o b ca ts ,   an d   th e   p o s itio n   o f   ea ch   b o b ca with i n   th is   h ab itat  r ep r esen ts   lo ca tio n   o f   B OA  m em b er   in   th s o lu tio n   s p ac e.   T h u s ,   in   th B OA,   ea ch   b o b c at  in   th e   p o p u latio n   r ep r esen ts   p o ten tial  s o l u tio n   with in   t h p r o b lem - s o lv i n g   s p ac e,   wh er e   its   p o s itio n   co r r esp o n d s   to   s p ec if ic  v alu es  ass ig n ed   t o   th e   d ec is io n   v a r iab le s .   Ma th em atica lly ,   th b o b ca p o s itio n   ca n   b e x p r ess ed   as  v ec to r ,   in   th at,   ev er y   co n s titu en d en o tes  th tar g et  co m p o n e n t.   C o llectiv ely ,   all  b o b ca ts   co n s t itu te  an   alg o r ith m s   p o p u latio n ,   d en o ted   as  m atr ix ,   as   r ep r esen ted   in   ( 5 ) .   T h e   in itial p o s itio n   o f   ea ch   b o b ca is   ar b itra r ily   g en er ate d   in   th e   s o lu tio n   s p ac u s in g   ( 6 ) .     = [         1 ]         × = [         1 , 1 1 , 1 , , , 1 , , , , ]         ×   ( 5 )     , =  + . (   )   ( 6 )     W h er   d en o tes  th p o p u latio n   m atr ix   o f   th B OA,     d en o te s   th   an   in d iv i d u al  s o lu tio n ,   a n d   ,   d en o tes  th th   d im en s io n   in   th s o lu tio n   ar ea .     d en o tes  b o b ca co u n ts ,     s p ec if ies  th co u n o f   tar g et  co m p o n en ts ,   an d     is   an   ar b itra r y   co u n in   t h r an g [ 0 ,   1 ] .      an d      co r r esp o n d   to   th u p p e r   an d   lo wer   b o u n d a r ies  o f   th th   d im en s io n ,   in d iv id u all y .   As  d is cu s s ed   ea r lier ,   lo ca tio n   o f   ev er y   b o b ca t   d en o tes  an   in d iv i d u al  p r o b lem - s o lv in g ,   ac co r d in g   t o   th at   an   aim   v alu is   ev alu at ed .   T h v alu es  o f   th is   f u n ctio n   co r r esp o n d in g   to   th ese  s o lu tio n s   ar ex p r ess ed   a s   v ec to r ,   as sh o wn   in   ( 7 ) .     = [         1 ]         × = [         ( 1 ) ( ) ( ) ]         ×     ( 7 )     W h er e     d en o tes  v ec t o r   o f   th esti m ated   aim   v alu e ,   an d     d en o tes  aim   v alu e   co r r esp o n d in g   to   th   b o b ca t .     r ep r esen ts   th g r o u p   o f   all  ca n d id ate  s o lu tio n s .   An   aim   v al u ( )   ev alu ates  ev er y   s o lu tio n .   C o llectiv ely ,   th ese  ev alu atio n s   f o r m   th m at r ix   ,   wh ich   h o ld s   f itn ess   v alu e s   o f   all    ca n d id ate  s o lu tio n s   ac r o s s   o b jectiv es.     3 . 2 .     E x plo ra t i o n:  t ra c k ing   a nd   m o v ing   t o wa rds   prey     I n   an   in itial  s tag o f   th B O A,   lo ca tio n   o f   p o p u latio n   m em b er s   in   s o lu tio n   s p ac e   is   u p d ated   ac co r d in g   to   b o b ca t s   tr ac k in g   an d   m o v em en t o war d   p r e y   at  th e   tim o f   h u n tin g .   C ap tu r in g   th bobc at’ s   m o v em en t   to war d   its   p r ey   r e s u lts   in   g r ea ter   m o d if icatio n   in   lo ca tio n s   o f   p o p u latio n   m e m b er s   in   a   s o lu tio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E n erg y - efficien t v ir tu a l m a ch i n a llo ca tio n   u s in g   d ir ec tio n a l a n d   b o u n d a r y - a w a r   ( N id a   K o u s a r   Go u s e)   1291   s p ac an d   en h an ce s   th e   ex p lo r atio n   ca p a b ilit y   o f   t h B OA  w ith   r esp ec t o   m ai n tain in g   g l o b al  s ea r ch .   I n   t h B OA  d ep lo y m en t,   f o r   e v er y   b o b ca t,   th o th er   p o p u latio n   m em b er s   lo c atio n s   with   s u p er io r   aim   v alu e   ar id en tifie d   as p r ey   p o s itio n s .   A n   in d iv id u al  p r e y   g r o u p   f o r   ev er y   b o b ca t is id en tifie d   th r o u g h   ( 8 ) .        = { : <      1 } ,    = 1 , 2 , ,      { 1 , 2 , , }     ( 8 )     W h er    r ep r esen ts   th g r o u p   o f   in d iv id u al  p r ey   p o s itio n s   f o r   th e   th   b o b ca t,    d en o tes  p o p u latio n   m em b er   th r o u g h   th o p tim al  aim   v alu e   in   ac co r d an ce   with   th   b o b ca t ,   an d     d en o tes  th aim   v alu e.   I n   th e   B OA,   ev er y   b o b ca ar b itra r ily   ch o o s es   th id en tifie d   p r ey   item s   an d   in itiates   an   attac k .   Acc o r d in g   t o   th e   m o d eled   m o v em en o f   th b o b ca to war d   th p r ey ,   n ew  p o s itio n   is   esti m ated   f o r   ev er y   B OA  in d iv id u al  th r o u g h   ( 9 ) .   I f   an   u n k n o w n   l o ca tio n   attain s   a n   en h an ce d   aim   v alu e,   it  ex c h an g es   p r io r   lo ca tio n   o f   th e   r esp ec tiv e   m em b er ,   as d ef in ed   in   ( 1 0 ) .     , 1 = , + ( 1 2 , ) . (  , , . , )     ( 9 )     = { , 1 , , 1 ,    ( 1 0 )     W h er  ,   d en o tes  th p r e y   s elec ted   b y   th   b o b ca in   th   d im en s io n ,   an d   , 1   d en o tes  th n e lo ca tio n   esti m ated   f o r   th th   b o b ca in     th   d im en s io n   of   t h ex p lo r atio n   s tag o f   th p r o p o s ed   B OA.   ,   r ep r esen ts   r an d o m   n u m b er   in   r an g b et wee n   0   an d   1 ,   a n d   ,   r ef er s   to   a   n u m b er   r an d o m ly   c h o s en   as  ei th er   o n o r   two .     3 . 3 .     E x plo it a t io n:  cha s ing   t o   ca t ch  prey   I n   th is   s tag e,   p o s itio n s   o f   p o p u latio n   m em b er s   in   s o lu ti o n   s p ac ar r e o r g a n ized   wit h   r esp ec to   s im u lated   ch ase  am o n g   b o b ca an d   its   p r ey   at  t h tim o f   h u n tin g .   T h is   ch ase  o cc u r s   n ea r   th p r ey s   lo ca tio n   an d   ev e n tu ally   r esu lts   in   th e   ca p tu r o f   th p r ey .   T h m o d eled   m o v em en o f   b o b ca ts   d u r in g   th is   p h ase   in tr o d u ce s   s m all,   lo ca lized   c h an g es  to   th e   p o s itio n s   o f   in d iv id u als  in   th e   p o p u latio n ,   t h u s   en h an cin g   th e   ex p lo itatio n   ca p a b ilit y   o f   th e   B OA  an d   im p r o v in g   its   lo ca s ea r ch   p er f o r m an ce .   An   u n k n o wn   lo ca tio n   f o r   ea ch   B OA  m em b er   is   esti m ated   clo s to   th p r ey ’s   lo ca tio n   u s in g   ( 1 1 ) ,   b ased   o n   th m o d eled   p o s itio n al   ad ju s tm en ts   d u r in g   th e   ch ase .   I f   t h is   u p d ate d   p o s itio n   attain s   an   o p tim al  f u n ctio n   v alu e,   it  r e p lace s   th e   p r ev io u s   r esp ec tiv e   in d iv id u al ,   as d ef in ed   i n   ( 1 2 ) .     , 2 = , + 1 2 , 1 + × ,     ( 1 1 )     = { , 2 , , 2 ,    ( 1 2 )     W h e r e   , 2   d e n o t e s   a n   u n k n o w n   l o c a t i o n   e s t i m a t e d   f o r   t h e     t h   b o b c a t   w i t h   r e s p e ct   t o   t h e   e x p l o i t a t i o n   s t a g e   o f   B O A .   T h e   c o n v e n t i o n a l   B OA   u s e s   s t o c h as t ic   s ea r c h   m e c h a n is m s   t o   s i m u l a t e   t h e   h u n t i n g   b e h a v i o r   o f   b o b c a t s h o w e v e r ,   s u c h   r a n d o m n e s s   c an   l e a d   t o   i n e f f i c i e n t   e x p l o r a t i o n   o f   h i g h - d i m e n s i o n a l   o r   c o n s tr a i n e d   p r o b l e m s .   T o   a d d r e s s   t h i s   li m i ta t i o n ,   tw o   d i f f e r e n t   s t r at e g i es   a r e   a p p l ie d   i n   th e   B O A ,   d i s c u s s e d   i n   d e t a il   a s   f o l l o w s .     3 . 4 .     Dire ct io na m o v em ent   a nd   bo un da ry   a wa re   s t ra t e g y   T o   en h an ce   p r ec is io n ,   co n v er g en ce   s p ee d ,   an d   b o u n d ar y   h a n d lin g ,   th is   r esear ch   i n teg r ates  d ir ec tio n al  m o v em en t   s tr ateg y   g u id e d   b y   th e   lo ca tio n   o f   th e   p r ey   a n d   ap p lies   b o u n d ar y - aw ar ad ju s tm en ts   to   en s u r f ea s ib le  s o lu tio n s .   T h i s   ap p r o ac h   d r aws  in s p ir atio n   f r o m   th p r ey - p r e d ato r   in ter ac tio n   o p er at o r   in   th e   zo o lo g ical  s ea r ch   o p tim izati o n   ( Z SO)   [ 2 9 ]   m o d el  wh ile  m ain tain in g   th s o litar y   n atu r o f   th b o b ca t.     T h en h an ce d   B OA  co m b in es  d ir ec tio n al  m o v em e n m ec h an is m   with   b o u n d ar y - awa r ad ju s tm en s tr ateg y   in s p ir ed   b y   Z SO.  T h e   f u n ctio n s   o f   th in t r o d u ce d   s tr ateg y   ar e x p lain ed   as f o llo w s :   i)   Dir ec tio n al  v ec to r - b ased   m o v em en t:  ea ch   b o b ca t   ( s o lu ti o n )   in tellig en tly   m o v es  to war d   p r o m is in g   r eg io n s   u s in g   a d ap tiv d ir ec t io n al  v ec to r s   ca lcu lated   r elat iv to   b etter - p e r f o r m in g   s o lu tio n s   ( p r ey ) .   Ass u m th f o llo win g   m ath e m atica m o d elin g lo ca tio n   o f   b o b ca   lo ca tio n   o f   c h o s en   p r e y   co n s is ten tly   d is p er s ed   r an d o m   n u m b e r   ~ ( 0 , 1 ) cu r r e n iter atio n   m ax im u m   n u m b er   o f   iter atio n s   d ir ec tio n al  v ec to r   f r o m   b o b ca t   to   p r e y     an d   ex p lo r atio n   co n tr o p ar am eter   .   T h d ir ec tio n al  v ec to r   an d   p o s itio n   u p d ate  o f   th b o b ca a r d ef in ed   as ( 1 3 )   an d   ( 1 4 ) .       =   ( 1 3 )     + 1 = + . .       ( 1 4 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                   I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   Ap r il 2 0 2 6 1 2 8 6 - 1 2 9 9   1292   W h e r e   = ( 1 ) .   T h is   e n s u r es   b r o a d er   ex p l o r at io n   i n   e ar lie r   it e r at io n s   a n d   m o r e   f o c u s e d   m o v e m e n t   in   l at er   o n es .   T h e   s t r a te g y   e m p h asiz es   m o v e m e n t   t o wa r d   p r o m is i n g   s o l u ti o n s ,   r es u lt i n g   i n   o p ti m al   o u tc o m es .   T h is   d y n am ic   a p p r o a ch   h el p s   t h e   al g o r it h m   a v o i d   p r e m at u r e   c o n v er g en ce   a n d   i n c r ea s es   th e   lik eli h o o d   o f   i d e n ti f y i n g   g l o b a o p tim a.   ii)   B o u n d ar y - awa r ad j u s tm en t:  s o lu tio n s   ar d y n am ically   ad ju s ted   to   s tay   with in   th le g al  b o u n d s   o f   s er v er   ca p ac ities   ( C PU  an d   m em o r y ) ,   en s u r in g   f ea s ib ilit y   a n d   p r ev en tin g   r an d o m   r esets   o r   clip p in g .   T h e   b o u n d ar y - awa r ad ju s tm en m ec h an is m   co r r ec t s   s o lu tio n s   th at  v io late  p r o b lem   co n s tr ain ts   s u ch   as  C PU   o r   m em o r y   ca p ac ity   in   clo u d   e n v ir o n m en ts .   T h b o u n d ar y - a war ad ju s tm en t is ca lcu lated   u s in g   ( 1 5 ) .     , + 1 = {  + . (   ) ,    , + 1 <   + . (   ) ,    , + 1 >  , + 1 ,     ( 15)     T h is   en s u r es   t h at   n o   s o l u ti o n   e x c ee d s   th p r o b le m s   f ea s ib le   s p a ce .   iii)   Ad ap tiv ex p lo r atio n   co ef f icien ( α ) :   th c o ef f icien d y n a m ically   d ec r ea s es   o v e r   iter ati o n s ,   en ab lin g   b r o ad   ea r ly   e x p lo r atio n   a n d   r e f in ed   ex p lo itatio n   i n   later   s tag es.  Alg o r ith m   p r esen ts   th p s eu d o co d e   f o r   th DM B AB OA  ap p r o ac h   f o r   b etter   r e p r o d u cib ilit y .   B ec au s en g in ee r in g   p r o b lem s   in v o lv co n s tr ain ts ,   th ac tu al  m etah eu r is tic  ap p r o ac h   B OA  d o es  n o h an d le   th o p tim izatio n   is s u es.  T h er ef o r e ,   th is   s tu d y   p r ep ar e s   all  m etah eu r is tic  ap p r o ac h es  u s in g   a   s tatic  p en alty   f u n ctio n .   T h e   f itn ess   f u n ct io n   co n s id er s   en er g y   c o n s u m p ti o n   an d   is   d ef in ed   in   ( 1 6 ) .     ( ) = ( ) + . (  ( 0 , ( ) ) ) = 1     ( 1 6 )     W h er ( . )   d en o tes  f itn ess   f u n ctio n ,   ( . )   an d   ( . )   d en o te  o b jectiv an d   r estrictio n   f u n ctio n s ,   in d iv id u ally ,   a n d     is   a   co n s ta n s et.   T h is   d y n am ic  ad ju s tm en p r ev en ts   p r em atu r co n v e r g en ce   wh ile  m ain tain in g   th b alan ce   b etwe en   g lo b al  a n d   lo ca s ea r ch .   B y   in teg r atin g   th is   s tr ateg y ,   t h alg o r ith m   n atu r ally   a d ap ts   to   th o p tim i za tio n   p r o ce s s   an d   en s u r es  r o b u s p er f o r m a n ce   ac r o s s   d if f e r en p r o b lem   s ca les an d   co m p lex ities .       Alg o r ith m   1 .   Ps eu d o co d e   o f   t h DM B AB O ap p r o ac h   BEGIN   1. Initialize system parameters:          -   Population size  ( )          -   Maximum iterations  (    )          -   Lower and upper bounds (LB, UB) for server resources (CPU, Memory)          -   Adaptive exploration coefficient  [ 1 , 0 ]          -   VM and host configuration data (CPU, Memory, Security Level)   2. Initialize population of bobcats:          For each bobcat    =   1                   Randomly initialize position X_i within bounds  [  ,  ]              Evaluate fitness ( )   using:                       ( )   =   1 ( 1 /   ( ) )   +   2 (   ( ) )   +   3 (   ( ) )   3. Identify best solution:     =    ( ( ) )   over all    4. Iteration loop (for t = 1 to {Max}_{Iter}):          Update    =   0     ( 1       /      )     // Gradually reduce exploration          For each bobcat i in population:              -   Select prey (X^ \ ast) from better individuals (elitism - based selection)              -   Compute directional vector:                   =         Update position with directional movement:      =     +        ( )                  -   Apply boundary - aware adjustment:                    For each dimension j:    [ ]   <    [ ]    [ ]   =    [ ]   +    ( )     (  [ ]      [ ] )   Else   [ ]   >    [ ]    [ ]   =    [ ]      ( )     (  [ ]      [ ] )              -   Evaluate new fitness:   (  )   =   1 ( 1 /   (  ) )   +   2 (   (  ) )   +   3 (   (  ) )              -   Update    (  )   >   ( )   -   Update global best:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E n erg y - efficien t v ir tu a l m a ch i n a llo ca tio n   u s in g   d ir ec tio n a l a n d   b o u n d a r y - a w a r   ( N id a   K o u s a r   Go u s e)   1293   If any  ( )   >   ( ) ,      =     5. END LOOP     6. Output    as the optimal VM allocation.   7. Evaluate results:   En er gy   Co ns um pt io (k Wh ),   Ma ke sp an   (s ),   Ex ec ut io Ti me   (s ),   SL Vi ol at io R at (% ),   La te nc (ms), and Fitness Convergence over iterations   END     W h er th p ar am ete r     co n tr o l s   th ex p lo r atio n - to - e x p lo itati o n   b alan ce ;   r   is   u n if o r m   r a n d o m   f ac to r   t h at  p r o m o tes  d i v er s if icatio n ,   a n d   th f itn ess   f u n ctio n   in teg r ates   b o th   e n er g y   co n s u m p tio n   f r o m   th DVFS - b ased   m o d elin g   an d   co - r esid en ce   s e cu r ity   m etr ics.  So lu tio n s   v io latin g   C PU  o r   m em o r y   lim its   a r co r r ec ted   b ef o r e   ev alu atio n   to   en s u r f ea s ib ilit y .   Fig u r 3   illu s tr ates   th f lo wch ar o f   th p r o p o s ed   DM B AB OA  ap p r o ac h   f o r   en er g y - ef f icien t V allo ca tio n ,   wh ich   in v o lv es b o th   ex p lo r atio n   an d   e x p lo itatio n   p h ases .           Fig u r 3 .   Flo wch ar o f   p r o p o s ed   DM B AB O ap p r o ac h   f o r   en er g y - ef f icien t V allo ca tio n       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   s eq u en ce   o f   im p lem en tatio n   was  p er f o r m ed   f o r   v alid ati n g   th p er f o r m a n ce   an d   ef f ec tiv en ess   o f   th p r o p o s ed   co n tain er   s ch ed u lin g   f r am ewo r k .   T h m o d el  im p lem en tatio n   was  p er f o r m e d   u s in g   Py th o n   3 . 3   o n   a   s y s tem   co n f i g u r e d   u s in g   I n tel  C o r e   i5   C PU  an d   6   G B   R AM   u n d er   W in d o ws  1 0   OS.  I n   th is   s tu d y ,   a   s y n th etic  wo r k lo ad   was  g en er ated   u s in g   th C lo u d Sim  s im u latio n   to o lk it  to   ev alu ate  th e   p er f o r m a n ce   o f   th e   p r o p o s ed   en er g y - ef f icien t ,   s ec u r ity - awa r VM - allo ca tio n   a lg o r ith m .   T h wo r k l o ad   was  d esig n ed   to   m im i c   r ea l - wo r ld   clo u d   en v ir o n m en t s   with   th f o llo win g   c h ar ac ter i s tics .     T as k   s iz e:   ea c h   tas k   was   ass i g n e d   a   r an d o m   in s tr u cti o n   le n g t h   u n if o r m l y   d is tr i b u t ed   f r o m   1 , 0 0 0   t o   1 0 , 0 0 0   m ill io n   i n s t r u cti o n s   ( M I ) ,   r e p r ese n ti n g   d i v e r s e   c o m p u tat io n a l c o m p le x it ies .     Data   s i ze :   in p u t   a n d   o u t p u t   d at s i ze s   f o r   t h e   t as k s   v ar i e d   b et wee n   1 0   MB   a n d   5 0 0   MB,   r e f l ec ti n g   a   r a n g e   o f   c lo u d - s e r v ic d e m a n d s .     T as k   ar r i v a p at te r n P o is s o n   d is t r i b u ti o n   w as  u s e d   t o   s im u l ate   t ask - a r r i v al   ti m es ,   ca p t u r i n g   t h e   s to c h asti an d   b u r s t y   n at u r o f   r ea l - w o r l d   u s e r   r e q u ests .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                   I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   Ap r il 2 0 2 6 1 2 8 6 - 1 2 9 9   1294     Sim u la ti o n   s c ale e x p e r i m e n ts   wer co n d u ct ed   wi th   w o r k l o a d s   r a n g i n g   f r o m   1 0   t o   1 , 0 0 0   ta s k s   s ch ed u l e d   ac r o s s   a   s i m u lat e d   i n f r ast r u ct u r e   c o m p r is i n g   1 0   d ata   c e n te r s   an d   1 5   VM s.     Sy n t h et ic  n at u r e:  alt h o u g h   r e al - wo r l d   d atas ets   we r e   u s e d ,   th e   s y n th eti w o r k l o a d   ac cu r atel y   ca p t u r e d   r e alis t ic   v ar ia b il it y   i n   tas k   a r r i v al ,   s iz e,   a n d   r es o u r ce   d e m a n d s .   T h i s   s i m u l a t i o n   s e t u p   e n s u r ed   a   c o n t r o l l e d   y e t   r e a l i s t i c   e n v i r o n m e n t   f o r   e v a l u a t i n g   t h e   e n e r g y   e f f i c i e n c y   o f   t h e   p r o p o s e d   o p t im i z a t i o n   a l g o r it h m ,   s e c u r it y - aw a r e   p l a c e m e n t   c a p a b i li t y ,   a n d   c o n s t r a i n t - h a n d l i n g   p e r f o r m a n c e .   T a b l e   1   l i s t s   t h e   k e y   c o n f i g u r a t i o n s   o f   V M   u s e d   i n   s i m u l a t i o n s   s u c h   a s   e x p e r i m e n t a l   c o n s t r a i n ts ,   s i z e ,   a n d   r e s o u r c l i m i t s .   T h e   p r o c e s s i n g   V M   d y n a m i ca l l y   ad j u s ts   a c c o r d i n g   t o   a p p l i c at i o n - r e q u e s t   d e m a n d s .   C l o u d s   v a r y   r a n d o m l y   f r o m   l o w e s t   t o   h i g h e s t   b a s e d   o n   d e m a n d   a n d   a r e   a r r a n g e d   a s   c o n s i s t e n t l y   d i s t r i b u t e d   v a r i a b l e s   t h at   s i m u l a t e   i n d e p e n d e n t   c h a n g e s   i n   v a r i o u s   p r o g r a m   a p p l i c a t i o n s .   M o r e o v e r ,   V c h a n g e s   d u r i n g   t h e   e x p e r i m e n t   o c c u r   i n t e r m it t e n tly   a t   a   f i x e d   6 0   s   t i m e   i n t e r v a l .       T ab le  1 .   Key   c o n f i g u r atio n   o f   VM s   u s ed   in   s im u latio n s ,   in clu d in g   e x p er im e n tal  co n s tr ain t s ,   s ize,   an d   r eso u r ce   lim its   P a r a me t e r s   D e f a u l t   v a l u e   M I P S   2 0 0 0   B a n d w i d t h   1 G B   S i z e   o f   V M   2 . 5 G B   P r o c e ss i n g   e l e me n t   2   U t i l i z a t i o n   o f   C P U   0 t o   1 0 0 %       4 . 1 .     P er f o r m a nce  a na ly s is   T h is   s ec tio n   s ig n if ies  an   an al y s is   o f   th s im u latio n   f i n d in g s   f o r   esti m atin g   th p er f o r m a n ce   o f   th e   p r o p o s ed   DM B AB OA.   co m p ar ativ an aly s is   o f   f o u r   s ch e d u lin g   alg o r ith m s   was c o n d u cte d   to   d eter m i n e   th e   s ig n if ican ce   o f   th e   p r o p o s e d   ap p r o ac h .   T h DM B AB OA  ap p r o ac h   was  c o m p ar e d   with   t h co y o te   o p tim izatio n   alg o r ith m   ( C OA) ,   f o x   o p tim izatio n   alg o r ith m   ( FOA) ,   g r ey   w o lf   o p tim izatio n   alg o r ith m   ( GOA) ,   an d   co n v en tio n al  B OA.   T ab le  2   p r esen ts   th e   p er f o r m a n ce   an aly s is   o f   en er g y   c o n s u m p tio n   f o r   1 0 0 - 1 , 0 0 0   task s   ac r o s s   th f iv s ch ed u lin g   al g o r ith m s .   T h e   p r o p o s ed   DM B AB OA  ex h ib its   th lo west  en er g y   c o n s u m p tio n   in   ea ch   s ce n a r io ,   o u tp er f o r m in g   C OA,   FOA,   GOA,   an d   co n v en tio n al  B OA.   T h is   im p r o v em en r esu lts   f r o m   its   d ir ec tio n al   m o v em en a n d   b o u n d ar y - aw ar m ec h an is m s ,   wh ich   r ed u ce   th n u m b e r   o f   ac tiv PMs  b y   ef f ec tiv ely   co n s o lid atin g   VM s .   As  th task   co u n in cr ea s es,  en er g y   co n s u m p tio n   n atu r ally   in cr ea s es;  h o wev er ,   DM B A B OA  m an ag es   th is   in cr ea s m o r ef f icien tly .   Fo r   e x am p le,   f o r   1 , 0 0 0   task s ,   DM B AB OA  co n s u m es   2 , 7 3 2 . 9 9   KW h ,   wh er ea s   C OA  co n s u m es  3 , 6 2 1 . 3 5   KW h .   T h s ig n if ican e n er g y   s av i n g s   h ig h lig h th ef f ec tiv en ess   o f   th is   m et h o d   f o r   p o wer - awa r VM   p lace m en t ,   co n tr ib u t in g   to   b o th   c o s r ed u ctio n   an d   en v ir o n m en tal  s u s tain ab ilit y   in   d atac en ter s .       T ab le  2 .   Per f o r m an ce   an aly s is   o f   en e r g y   c o n s u m p tio n   ( Kwh )   ac r o s s   n u m b e r   o f   task s   co m p ar in g   th p r o p o s ed   m eth o d   with   e x is tin g   m eth o d s   N u mb e r   o f   t a sk s   C O A   F O A   GOA   B O A   P r o p o se d   D M B A B O A   1 0 0   5 8 8 . 7 6   5 4 3 . 2 7   5 1 6 . 4 3   4 8 7 . 3 2   4 4 1 . 8 8   3 0 0   1 3 8 7 . 4 1   1 2 9 2 . 1 5   1 2 1 6 . 5 2   1 1 4 0 . 7 9   1 0 5 6 . 7 2   5 0 0   2 1 8 3 . 9 2   2 0 2 4 . 1 8   1 9 1 2 . 6 3   1 7 9 6 . 5 4   1 6 4 8 . 3 8   7 0 0   2 9 2 6 . 1 7   2 7 2 4 . 5 5   2 5 7 8 . 9 2   2 4 1 2 . 1 7   2 2 1 6 . 4 7   1 , 0 0 0   3 6 2 1 . 3 5   3 3 6 5 . 9 1   3 1 8 4 . 4 7   2 9 7 3 . 9 3   2 7 3 2 . 9 9       Fig u r 4   s h o ws  th p er f o r m an ce   an aly s is   o f   th m a k esp an   f o r   task   lo a d s   r an g in g   f r o m   1 0 0   to   1 , 0 0 0 .   T h m ak esp a n   r ef e r s   to   th e   to tal  tim r eq u ir e d   to   c o m p lete  all  s ch ed u led   task s .   T h e   g r a p h   d em o n s tr ates  th at  DM B A B OA  co n s is ten tly   ac h iev ed   th l o west  m ak esp an   v al u es  ac r o s s   all  task   s izes.  T h is   r ed u ctio n   in d icate s   ef f icien u tili z atio n   o f   co m p u tin g   r eso u r ce s   an d   m in im i ze d   s ch ed u lin g   d ela y s .   T h e   s teep   in cr ea s in   m ak esp an   f o r   tr a d itio n al  m et h o d s   ( s u ch   as  C OA  an d   FOA)   h ig h lig h ts   th eir   lim itatio n s   in   h an d lin g   lar g e   wo r k lo ad s .   Me an wh ile,   DM B AB OA  m ain tain s   lo o v er h ea d   ev e n   u n d er   p r ess u r e,   r ef lectin g   s u p er io r   d y n am ic  s ch ed u lin g   an d   lo ad - b alan cin g   ca p ab ilit ies.  T h is   p er f o r m a n ce   en h an ce m en en s u r es  f aster   r esp o n s an d   im p r o v ed   Qo S in   r ea l - tim clo u d   e n v ir o n m en ts .   T ab le  3   p r esen ts   th e   p e r f o r m a n ce   an aly s is   o f   th av er a g ex ec u tio n   tim ac r o s s   d if f er e n task s   u s in g   th f iv alg o r ith m s .   E x ec u tio n   tim is   cr itical  f o r   d eter m in in g   clo u d   s y s tem   r esp o n s iv en es s .   T h DM B A B OA   co n s is ten tly   o u tp er f o r m s   o th er s ,   ac h iev in g   th lo west  ex ec u tio n   tim es  ac r o s s   all   task   s iz es  f r o m   2 3 . 0 2   s   at  1 0 0   task s   to   1 4 2 . 6 7   s   at  1 , 0 0 0   task s .   T h is   ef f icien cy   is   attr ib u ted   to   its   in tellig en s ch ed u li n g   m ec h a n is m   th at  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E n erg y - efficien t v ir tu a l m a ch i n a llo ca tio n   u s in g   d ir ec tio n a l a n d   b o u n d a r y - a w a r   ( N id a   K o u s a r   Go u s e)   1295   p r io r itizes  f aster   VM   allo ca tio n   an d   r eso u r ce   av ailab ilit y .   T h tab le  also   s h o ws   th at  as  th co u n task s   en h an ce s ,   g ap   b etwe en   DM B AB OA  an d   th o th er   alg o r it h m s   b ec o m es  m o r p r o n o u n c ed .   T h is   h ig h lig h ts   th s ca lab ilit y   an d   ab ilit y   to   m ain tain   p er f o r m a n ce   u n d er   h ea v y   lo ad s .   T h r ed u ce d   e x ec u tio n   tim also   co n tr ib u ted   to   th e n h an ce d   u s er   s atis f ac tio n   an d   o v er all  s y s tem   th r o u g h p u t.   Fig u r 5   p r esen ts   g r a p h ical   r ep r esen tatio n   o f   th SLA  v i o latio n   r ate  v er s u s   th n u m b e r   o f   task s ,   em p h asizin g   th im p r o v ed   r el iab ilit y   ac h iev ed   u s in g   DM B AB OA.   T h e   f ig u r illu s tr ate s   th SLA  v io latio n   r ate  u n d er   i n cr ea s in g   task   lo ad s ,   wh er e   a n   SLA  v io latio n   o cc u r s   wh en   task s   ar n o c o m p leted   with in   a   s tip u lated   r esp o n s o r   e x ec u t io n   tim e.   DM B AB OA  m ain t ain ed   th lo west  SLA  v io latio n   r ate  am o n g   all   alg o r ith m s   test ed ,   r ef lectin g   its   ef f icien an d   ad ap tiv r eso u r ce - m a n ag em en s tr ateg y .   W ith   tr ad itio n al   alg o r ith m s ,   v io latio n s   in cr e ase  s ig n if ican tly   as  wo r k lo ad   in cr ea s es,  in d icatin g   p o o r   s ca lab ilit y   an d   u n p r e d ictab le  task   h an d lin g .   T h p r o p o s ed   m et h o d   e n s u r e s   b alan ce d   lo ad   d is tr ib u tio n   an d   s tr ateg ic  VM   p lace m en t,  r e d u cin g   laten cy   a n d   m is s ed   d ea d lin es.  T h is   co n s is ten cy   in   SLA  ad h e r en ce   m ak es  DM B AB O h ig h ly   s u itab le  f o r   s er v ice - c r itical  an d   tim e - s en s itiv clo u d   a p p licatio n s .   T a b le   4   p r ese n ts   th e   p e r f o r m a n c e   a n al y s is   o f   t h e   lat en c y   ac r o s s   d if f e r en t   tas k   c o u n ts ,   c o m p a r i n g   t h e   p r o p o s e d   m et h o d   wit h   ex is ti n g   m et h o d s .   T h r es u lts   s h o t h at   DM B AB OA   ac h i e v es  t h e   lo w est  l ate n cy   in   all   wo r k lo a d s ,   r a n g i n g   f r o m   2 9 . 1 7   m s   at   1 0 0   t ask s   to   1 0 5 . 2 8   m s   a t   1 , 0 0 0   t ask s .   L at en c y   r ep r e s en ts   th e   ti m e   d e la y   b et we en   a   u s er s   r eq u est  an d   th e   s y s te m s   r es p o n s e.   L o w er   lat e n c y   v a lu es  in d i ca t f as te r   a n d   m o r e   r eli a b le   s er v i ce   p r o v is io n .   T h e   o th e r   al g o r i th m s   ex h i b i t   s h ar p e r   in cr ea s in   la te n c y   as  tas k   c o u n r i s es ,   d e m o n s tr ati n g   p o o r   ad a p ta b i lit y   an d   b o tt le n ec k s   i n   co m m u n i ca t io n   a n d   co m p u tati o n .   I n   c o n tr ast ,   t h e   p r o p o s e d   m e th o d   ef f e cti v e ly   r e d u ce s   q u e u t im e   a n d   e n s u r es  b e tte r   tas k - to - r es o u r ce   m a p p i n g .   Di r e cti o n al -   a n d   b o u n d a r y - awa r e   s tr a te g ies   c o n tr i b u t e   s i g n if i ca n tly   t o   r e d u ci n g   p r o c ess i n g   d el ay s   a n d   i m p r o v i n g   r es p o n s e   e f f ic ie n c y ,   wh ic h   a r e   cr u c ial   f o r   in te r a cti v e   a n d   r ea l - tim cl o u d   s e r v ic es.               Fig u r 4 .   Ma k esp a n   ( s )   ac r o s s   th n u m b er   o f   task s ,   co m p ar in g   t h p r o p o s ed   m eth o d   with   t h ex is tin g   m eth o d s   Fig u r 5 .   SLA  v io latio n   r ate  v er s u s   n u m b er   o f   task s ,   em p h asizin g   im p r o v ed   r eliab ilit y   ac h iev ed   u s in g   DM B AB OA       T ab le  3 .   Per f o r m an ce   an aly s is   o f   av e r ag ex ec u tio n   tim e( s )   ac r o s s   d if f er en t ta s k s   f o r   co m p ar is o n   o f   th p r o p o s ed   m eth o d   with   ex is tin g   m eth o d s   N u mb e r   o f   t a sk s   C O A   F O A   GOA   B O A   P r o p o se d   D M B A B O A   1 0 0   3 0 . 2 1   2 8 . 4 7   2 6 . 8 9   2 5 . 1 4   2 3 . 0 2   3 0 0   7 3 . 6 5   6 9 . 8 4   6 4 . 1 5   5 8 . 9 3   5 4 . 2 6   5 0 0   1 1 8 . 3 6   1 1 0 . 2 7   1 0 2 . 8 6   9 5 . 4 1   8 7 . 6 5   7 0 0   1 6 0 . 4 8   1 4 9 . 1 6   1 3 7 . 9 4   1 2 6 . 0 3   1 1 5 . 4 2   1 0 0 0   1 9 8 . 9 2   1 8 3 . 5 7   1 7 0 . 4 2   1 5 6 . 7 8   1 4 2 . 6 7       T a b l e   4 .   P e r f o r m a n c e   a n a l y s is   o f   l a t e n c y   ( m s )   a c r o s s   d i f f e r e n t a s k s   f o r   p r o p o s e d   m e t h o d   w i th   e x i s t i n g   m et h o d s   N u mb e r   o f   t a sk s   C O A   F O A   GOA   B O A   P r o p o se d   D M B A B O A   1 0 0   3 8 . 5 4   3 6 . 1 7   3 4 . 2 6   3 2 . 4 5   2 9 . 1 7   3 0 0   6 4 . 2 8   6 0 . 9 2   5 6 . 1 4   5 2 . 4 7   4 8 . 3 6   5 0 0   9 1 . 4 3   8 5 . 1 6   7 8 . 7 2   7 3 . 2 8   6 7 . 4 9   7 0 0   1 1 5 . 8 9   1 0 8 . 3 6   1 0 0 . 2 7   9 4 . 3 8   8 6 . 4 5   1 , 0 0 0   1 4 2 . 3 6   1 3 3 . 2 9   1 2 3 . 1 6   1 1 5 . 3 4   1 0 5 . 2 8       T ab le  5   p r esen ts   th co n v e r g e n ce   b eh a v io r   o f   th o p tim izatio n   ap p r o ac h es  b y   tr ac k in g   th eir   f itn ess   v alu es  o v er   5 0   iter atio n s .   D MBAB OA  ex h ib ited   r ap id   an d   m o s r eliab le  co n v er g en c e,   ac co m p lis h in g   a   f itn ess   v alu o f   0 . 9 7 ,   wh e r ea s   th o th er s   co n v er g ed   m o r s lo wly   an d   to   lo wer   v alu es.  T h is   in d icate s   th at   DM B A B OA  q u ick ly   id en tifie s   n ea r - o p tim al  s o lu tio n s   with   f ewe r   iter atio n s ,   th er eb y   im p r o v in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.