异构分布式系统混合型实时容错调度算法

基/副版本技术是实现实时分布式系统容错的一个重要手段。提出了一种异构分布式混合型容错模型,该模型与传统的异构分布式实时调度模型相比同时考虑了周期和非周期调度任务。在此基础上给出3种容错调度算法:以可调度性为目的SSA算法、以可靠性为目的RSA算法、以负载均衡性为目的BSA算法。算法能够在异构系统中同时调度具有周期和非周期容错需求的实时任务,且能够保证在异构系统中某节点机失效情况下,实时任务仍然能在截止时间内完成。最后从可调度性、可靠性代价、负载均衡性、周期与非周期任务数及任务周期与粒度J个方面对算法进行了分析。模拟实验结果显示算法各有优缺点,所以在选择调度算法时应该根据异构系统的特点来选择。     

基于动态优先级策略的最优软非周期任务调度算法

周期任务与非周期任务的混合调度是实时调度研究的一个重要方向 通过定义“调度”和“逆调度” ,对实时周期任务集在使用EDF算法调度时的可挪用时间进行分析 ,求出了周期任务集在使用EDF调度时的最大可挪用时间 在此基础上 ,提出用于缩短非周期任务响应时间和周转时间的调度算法———ISA(idlestealingalgorithm) ISA算法充分使用最大可挪用时间 ,在保证周期任务满足最后期限的同时能取得非周期任务的最优响应时间和周转时间 证明了ISA算法的最优性 ,并使用仿真实验进行了性能验证     

控制系统中实时任务的动态优化调度算法

提出一种新的调度算法——带有非周期服务器的EDF调度算法.分析了所有任务的可调度性,给出了可调度条件,并给出一种新的周期性任务模型以及主优先级和辅助优先级的概念.它们在保证任务可调度的前提下,对周期性任务的采样频率和控制延时进行优化.仿真结果表明,该算法可以提高周期性任务的采样频率,并降低控制延时,即能优化系统的性能.     

引入虚拟特征参数的混合实时任务调度及应用

提出了在实时环境下周期任务与非周期任务混合调度的一种新方法。引入非周期实时任务虚拟截止期、虚拟周期的特征参数,综合考虑各实时任务的多特征参数进行优先级设计,克服了单独考虑任务的个别参数以及忽略非周期任务自身特征的调度策略的局限性及调度风险,且能够尽可能地加快非周期任务的响应速度,提高系统整体的调度性能。将该方法在RT-Linux实时环境中实现,并针对无人飞艇的自动驾驶仪进行了任务实例的可调度性测试,证明了该调度策略的可行性。     

引入虚拟特征参数的混合实时任务调度及应用

提出了在实时环境下周期任务与非周期任务混合调度的一种新方法。引入非周期实时任务虚拟截止期、虚拟周期的特征参数,综合考虑各实时任务的多特征参数进行优先级设计,克服了单独考虑任务的个别参数以及忽略非周期任务自身特征的调度策略的局限性及调度风险,且能够尽可能地加快非周期任务的响应速度,提高系统整体的调度性能。将该方法在RT-Linux实时环境中实现,并针对无人飞艇的自动驾驶仪进行了任务实例的可调度性测试,证明了该调度策略的可行性。     

嵌入式实时系统中基于检验点检测的电压分配技术

嵌入式实时系统的实时特性、高度的系统可靠性和低系统能耗对综合考虑系统的容错和节能提出了要求.研究了嵌入式实时系统巾如何达到上述三大日标的非周期任务调度和电压分配问题.在基于检验点容错技术的可调度性检测基础卜,提出了对于系统非周期任务的基于调度性检测的电压分配算法CST-VA,该算法在保证任务实时性的同时提高了系统的可靠性,节省了系统的能耗.模拟实验表明,该算法比现有电压分配算法更适合于嵌入式实时系统.     

先进飞机软件实时性能优化与测试算法

阐述了先进飞机电气系统处理机的功能;为了满足先进飞机电气系统处理机的强实时性能,着重探讨了在实时操作系统VxWorks下将电气系统处理机执行软件功能优化为若干任务,并针对普通RMS算法只能对系统中周期任务进行有效调度而不能对系统中的非周期任务进行有效调度的局限,利用分布假设检验改进RMS算法对非周期任务的调度能力,最后定量讨论了系统整个任务集的实时性和可调度性;由实际测试结果可知,该优化算法任务划分合理,可以保证强实时周期、非周期任务满足其时限要求.     

固定优先级抢占调度算法下非周期任务实时性能研究

嵌入式实时系统不仅要在功能上满足需求,而且要在性能上满足实时性需求.给定调度算法,实时性取决于各个任务的到达特征和执行时间.任务的到达特征由应用环境决定.为此,本文研究任务执行时间对实时性能的影响,为嵌入式系统设计提供参考.针对固定优先级抢占调度算法,应用排队论,提出一种非周期实时任务的理论模型.该理论模型包含两个优先级不同的非周期实时任务,给出了任务的执行时间长短对时限错过率、任务响应时间、任务队列长度等实时性能的影响.给出一个应用实例,仿真结果验证了理论模型的正确性.     

实时系统的多任务调度

讨论了实时系统多任务的调度，对速率单调调度算法进行了改进，以便其能应用于具有非周期任务的实时系统，同时对系统的瞬时过载有一定的适应性。最后，给出了系统中任务可调度的条件。     

基于RMS调度周期、非周期混合任务集的一种新方法*

提出了一种利用速率单调（RMS）算法确定计算机实时系统中整个任务集优先级的新方法。该方法利用数理统计的规律克服了普通RMS算法只能对系统中周期任务进行有效调度而不能对系统中的非周期任务进行有效调度的局限,扩大了RMS算法的适用范围,简化了非周期任务的处理过程,减小了系统开销。利用该方法在先进飞机电气综合控制与管理系统中进行了整个任务集的可调度性测试、验证,并给出了任务集的实际调度的验证实例。     

应用于实时系统的RMS算法的改进

本文阐述了以PLC为核心的HGJD001实验台电气控制系统，并采用上位计算机实现对实验台运行状态的通讯监测。     

提高软非周期任务响应性能的调度算法

实时环境中常常既包含硬周期任务,又包含软非周期任务,引入一种改进软非周期实时任务响应时间的算法.已有的解决混合任务调度问题的方法都是基于速率单调（Rate Monotonic）策略的,其中从周期任务“挪用时间”的算法被证明优于其他所有算法.但是,速率单调算法限制了处理器的使用率,从而使周期任务的可“挪用”时间受到限制.最后期限驱动（Deadline Driven）策略DD可使潜在的处理器利用率达到100%.新算法正是在周期任务的调度中适当加入了DD策略,从而使非周期任务的响应时间得以缩短.仿真实验的结果表明,这种算法的性能优于已有的所有算法,而由它所带来的额外开销却不算很高.     

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.     

一种面向部分可重构系统的实时调度算法

针对当前可重构资源模型难以实现或资源利用率低等不足,提出一种新的资源模型。基于此模型,设计一种能够调度周期和非周期任务的混合实时任务调度算法。把周期任务分成若干组,在FPGA上为每组任务预留一个槽。当有非周期任务到达时,预先调度当前忙碌期内的所有周期任务,在保证当前忙碌期内周期任务满足截止期限且不影响下一个忙碌期内周期任务执行的情况下,把非周期任务调度到某个槽内执行。实验结果表明,该算法能够充分利用可重构资源,满足所有接收任务的截止期限。     

云环境下周期和非周期混合实时任务双容错调度算法

云环境中的处理机故障已成为云计算不可忽视的问题,容错成为设计和发展云计算系统的关键需求。针对一些容错调度算法在任务调度过程中调度效率低下以及任务类型单一的问题,提出一种处理机和任务主副版本分组的容错调度方法;并给出了副版本可重叠执行的判定方法,以及任务最坏响应时间的计算公式。通过实验和分析表明,和以前算法相比,将处理机分成两组分别执行任务主版本和任务副版本,减少了任务调度所需进行可调度测试的时间,增加了副版本重叠执行的机会,减少了所需的处理机个数,对提高系统处理机的利用率和容错调度的效率具有重要的意义。     

MINIMIZING SERVICE DELAY OF APERIODIC TASKS IN DYNAMIC‐PRIORITY NON‐PREEMPTIVE HARD REAL‐TIME SYSTEMS

A scheduling technique is presented to minimize service delay of aperiodic tasks in hard real‐time systems that employ dynamic‐priority scheduling and do not allow task preemption. In a real‐time scheduling process, the execution of periodic tasks can be deferred as long as this does not cause other tasks to violate their time constraints. However, aperiodic tasks that usually have urgent missions should complete execution as early as possible. In this paper, it is assumed that aperiodic tasks also have time constraints. Thus, the problem of deciding whether an aperiodic task with an unpredictable arrival time can be scheduled successfully or not is difficult to solve because delaying periodic tasks may cause them to fail to meet their time constraints. We present a dynamic scheduling technique to solve this problem which makes use of the symmetric property of a schedule. The maximum possible idle slot is always reserved at every scheduling point so that aperiodic tasks can be serviced immediately if the reserved idle slot is big enough to service them. The proposed technique also maximizes utilization of idle slots by reserving them for the longest possible time span.     

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.     

OPC实时任务系统动态调度算法的研究与设计

本文基于已有的OPCServer实时任务模型,设计了处理混合任务集的动态调度算法(基于截止期优先)和实现方式。该算法实现了对混合任集可调度性的判断,可以完成有硬实时性要求的非周期性任务和周期性任务的调度,并给出了相应的调度结果。