基于时间需求迭代和排队模型的开放式实时系统可调度性分析算法研究

基于RM调度策略和可延期服务器调度的开放式实时系统,以往的可调度性分析算法造成较低资源利用率.结合时间需求分析和服务台休假M/M/1/K排队模型,考虑带宽保留服务器,提出一种高资源利用率的可调度性分析算法,对系统中所有周期任务进行可调度性分析测试.给出其在临界点的响应时间;根据非周期事件到来率和接收缓冲定量分析非周期事件的平均响应时间和事件丢失率.实验表明,提出的可调度性分析方法通过估计任务的响应时间范围,能够在较高资源利用率下,验证多任务系统的可调度性.     

一类具有随机离去策略的排队系统及其在Internet拥塞控制中的应用

当顾客到达一个排队系统时，可以根据当前队列的长度，按照一定的概率选择加入排队系统等待队列，或选择离开排队系统且不再返回。这样的排队系统称为“具有随机离去策略的排队系统”。我们利用输入流稀疏化（Thinning of recurrent flows）和输入流阻行（Balking）两种方法分别扩充了GI／M／1／N和GI^X／M／1／N两个排队系统，建立了3个具有随机离去策略的排队系统，给出了这类排队系统的顾客丢失率、系统利用率、队列长度的均值／方差、平均等待时间等性能指标。最后，讨论了这类排队系统在Internet拥塞控制中的应用。     

非强占有限优先权M/M/1排队系统

以计算机网络中实时视频流传输的实际应用为基础,建立非强占有限优先权M/M/1排队系统模型;对该系统模型进行分析研究,推导出顾客在系统内的的平均等待时间、平均逗留时间和平均队长。     

基于OPNET的排队模型网络仿真

利用OPNET对排队论中的M/M/S服务系统模型进行仿真,得出数据包到达的平均速率、数据包平均大小、服务台个数、服务台平均服务速率等参数的改变,可以影响数据包平均延时和队列长度平均时间,也可以影响系统的稳定性。     

改进的排队系统三阶段法及其仿真

通过对M/M/C/N/∞排队模型下机场排队场景的分析,提出运用三阶段法仿真策略设计仿真系统时,用于处理由于附加条件限制使B类事件变为C类事件的规则,同时对已有的三阶段仿真流程进行改进,使三阶段法仿真描述更加清晰,设计更容易。利用C#.NET和LINQ（Language IntegratedQuery）语言实现该三阶段法排队仿真系统,将TPA排队仿真系统中参数设置成track≥1,queue≥1,就可以输出任何M/M/C/N/∞排队系统的仿真结果,最后对仿真结果进行简单的分析。     

基于扩充的GIX/M/1/N排队系统的主动队列管理算法性能评价模型

为了评价主动队列管理(AQM Active Queue Management)算法的性能,通过在标准的排队系统GIX/M/1/N中嵌入主动队列管理(AQM)算法的方法,建立了一个扩充的GIX/M/1/N排队系统。利用该扩充的GIX/M/1/N排队系统和Internet业务流量自相似性的特征,提出了一种评价AQM算法在非响应业务流量下的性能的分析方法,并据此评价了TD,RED,GRED和Adaptive RED等4个经典的AQM算法。为了验证该分析方法的合理性,利用NS2进行了一系列的仿真实验。结果表明,该分析方法所得结果与仿真实验所得结果一致,因此该分析方法能用于评价AQM算法的性能。     

基于自相似聚合业务流量的AQM算法性能评价

现有TCP/AQM忽略了非响应业务流量对AQM算法性能的影响,但非响应业务流量约占Internet业务流量的70%～80%.因此,评价非响应业务流量对AQM算法性能的影响具有重要意义.借助于在标准GI/M/1/N排队系统中嵌入AQM算法随机丢包机制的手段,提出了一种利用"扩充的GI/M/1/N排队系统"评价AQM算法在非响应业务流量下的性能的分析方法.最后评价了TD,RED和GRED这3种经典的AQM算法,评价结果与NS-2模拟结果一致,表明该分析方法可能用于评价AQM算法在非响应业务流量下的性能.     

M/M/s等待制排队模型在教务员岗位数量确定中的应用

论述了排队论中M／M／s等待制模型确定教务员数量的分析步骤和方法原理，结合沈阳农业大学高等职业技术学院实际情况，确定了合理的教务员数量。     

基于排队论的CAN总线语音通信系统建模分析

文章利用排队论的M/M/1模型,对基于CAN总线的语音通信系统进行了建模分析,得出了语音压缩速率与CAN总线单节点信息产生速率的对应关系,并使用Matlab进行了系统仿真,得出了语音数据传输平均时延、语音压缩速率、CAN总线传输速率的关系曲线,证明了理论推导的正确性,从而推导出语音压缩速率和CAN总线传输速率的关系表达式。     

铁路集装箱中心站最佳通道数设计问题研究

铁路集装箱中心站大门通道数量优化设计问题,直接关系到整个系统的运作效率,传统的研究多采用数学建模方法,而基于运作成本角度的系统细节忽略较多,造成系统不全面。根据排队系统理论(M/M/1和M/M/S),分析了铁路集装箱中心站大门集装箱卡车服务规则与到达时间分布,考虑排队等待时间,建立基于随机服务系统(排队论)的铁路集装箱中心站大门最佳通道数计算仿真模型,并利用eM-Plant仿真软件系统对模型的实体、事件、活动和进程四个要素进行仿真。通过一个算例仿真了系统运行情况,分析了不同数量通道数对中心站运作成本的影响。仿真结果表明,可为铁路集装箱中心站大门通道数优化设计提供理论依据。     

端到端实时CORBA系统调度模型及其可调度性研究

实时CORBA系统中的基本问题是如何合理分配有限的计算资源和通信资源以保证各个实时任务的时间需求。该文以固定优先级方式调度的、周期性任务的硬实时系统为研究对象，提出了端到端实时CORBA系统调度模型，该模型综合考虑了客户端系统的处理、服务对象处理、网络传输等几大主要因素，而且可以描述服务对象间的嵌套调用关系，因而能全面描述实时CORBA系统中客户调用过程。在此基础上，该文基于非连续工作型同步协议，应用时间需求分析方法，研究并提出了该模型的可调度性分析算法。     

基于随机模型的软实时系统的任务期望可调度性

本文基于随机模型研究了软实时系统中任务的可调度性特征,提出了期望可调度性的概念. 期望可调度性是与实时任务到达时间t相关的, 因此, 提出的方法能研究任务子集在任意给定时间间隔的可调度性特征. 本文给出了期望可调度性的条件, 如果任务的持续时间满足该条件, 则实时任务具有期望可调度性. 基于理论结果的数值分析与模拟结果是一致的,这表明当软实时系统的负载率小于69%(某些确定性模型提供的)时, 实时任务总是期望可 调度的. 这一结果也表明基于随机模型的期望可调度性方法能为软实时系统的任务可调度性分析提供一个更大的阈值和更好的适应性.     

Aperiodic servers in a deadline scheduling environment

A real-time system may have tasks with soft deadlines, as well as hard deadlines. While earliest-deadline-first scheduling is effective for hard-deadline tasks, applying it to soft-deadline tasks may waste schedulable processor capacity or sacrifice average response time. Better average response time may be obtained, while still guaranteeing hard deadlines, with an aperiodic server. Three scheduling algorithms for aperiodic servers are described, and schedulability tests are derived for them. A simulation provides performance data for these three algorithms on random aperiodic tasks. The performances of the deadline aperiodic servers are compared with those of several alternatives, including background service, a deadline polling server, and rate-monotonic servers, and with estimates based on the M/M/1 queueing model. This adds to the evidence in support of deadline scheduling,versus fixed priority scheduling.     

基于概率的实时任务可调度性分析方法

实时任务可调度分析是保证实时系统正确性的重要手段之一,目前现有的基于周期性任务模型的确定性分析方法比较保守,不适合于多媒体,通讯等软实时系统的可调度性分析,本文提出一个基于概率的分析方法,以概率的形式对系统中实时任务的可调度性进行分析。     

Timing analysis of the PREEMPT RT Linux kernel

In the theory of real‐time scheduling, tasks are described by mathematical variables, which are used in analytical models in order to prove schedulability of the system. On real‐time Linux, tasks are computer programs, and Linux developers try to lower the latencies caused by the Linux kernel, trying to achieve faster response for the highest‐priority task. Although both seek temporal correctness, they use different abstractions, which end up separating these efforts in two different worlds, making it hard for the Linux practitioners to understand and apply the formally proved models to the Linux kernel and for theoretical researchers to apply the restrictions imposed by Linux for the theoretical models. This paper traces a parallel between the theory of response‐time analysis and the abstractions used in the Linux kernel. The contribution of this paper is threefold. We first identify the PREEMPT RT Linux kernel mechanisms that impact the timing of real‐time tasks and map these impacts to the main abstractions used by the real‐time scheduling theory. Then, we describe a customized trace tool, based on the existing trace infrastructure of the Linux kernel, that allows the measurement of the delays associated with the main abstractions of the real‐time scheduling theory. Finally, we use this customized trace tool to characterize the timing lines resulting from the behavior of the PREEMPT RT Linux kernel. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

EDF统一调度硬实时周期任务和偶发任务的可调度性判定算法

现有的硬实时周期任务和非周期任务的混合调度方法都没有保证非周期任务的实时性,所以不适合调度具有强实时要求的偶发任务.通过分析和计算EDF算法调度偶发任务所占用的空闲时间和挪用时间,以及调度后对空闲时间和最大可挪用时间的影响,提出一种采用EDF算法统一调度硬实时周期任务和偶发任务时的可调度性充分判定算法.最后用仿真实验得出了该算法在不同系统负载下的判定准确率和偶发任务的平均响应时间.     

实时Petri网及其在任务可调度性分析中的应用

本文描述了一种实时任务可调度性分析工具－实时Petri网,给出了由数据流图向实时Petri网转化的方法,介绍了应用实时Petri网进行可调度性分析折步骤,最后讨论了不可调度的情形和处理方法。     

固定优先级调度的线性近似分析方法

通过线性逼近硬实时系统任务的工作负荷量的方法,一个更加接近精确响应时间的时间上限能有效地降低调度分析时间。同时该上限用于任务集的充分性可调度测试时具有线性时间的复杂度。这种线性上限的可调度性测试能够用于交互的系统工具设计、基于搜索的系统优化以及任务集的动态接纳新任务的设计中。并且新的调度系统模型无时间死线、抖动大小限制,适用范围更广。相关的实验也表明响应时间上限可调度性分析提高了准确调度测试的效率。     

分时EDF算法及其在多媒体操作系统中的应用

提出了一种新的CPU调度算法－－分时EDF（Earliest Deadine First)算法,该算法能保证硬实时任务不丢失死线,并易于在分时系统中实现。以分时EDF算法为基础,提出一种新的CPU层次调度算法－－HRFSFQ,该算法用于多媒体操作系统时能保证各类任务的QoS。最后通过大量实验证明了上述算法的有效性和正确性。