一种分区操作系统实时任务调度方法

本文以提高在综合化航空电子系统混合任务场景中的实时任务响应性能和解决遗产代码重用问题为目标,提出一种具备虚拟化支持能力的分区操作系统实时任务调度方法。该方法通过建立全局调度队列,并对任务状态进行合理控制,相比已有分区操作系统两级调度模型更为灵活,并且保证了虚拟化分区中客户操作系统自身的调度策略不被破坏,能够满足分区操作系统对任务调度实时性和虚拟化支持能力的需求。     

通用调度框架的改进及其在Linux中的实现

在嵌入式Linux实时系统中,要求内核对不同时问约束的任务采用不同的调度算法.但目前Linux内核采用单一的实时调度模式,不能灵活地执行多种调度算法,也就无法满足实时系统中实时任务的时间约束.引入了一种能够在Linux内核调度中执行多种调度算法的框架,即通用调度框架(GSF),并改进了其中的多算法调用机制,从而更好地在Linux内核中实现GSF.     

ARINC653分区调度算法的研究与改进

基于ARINC653标准的嵌入式实时操作系统对实时性的要求很高。为此,针对ARINC653分区调度算法中存在的空闲时间问题,提出一种改进的分区调度模型,采用优先级位图算法和二级调度机制设计空闲时间分区共享调度算法。理论分析表明,该算法能够缩短任务的平均响应时间。     

面向安全关键实时应用的分层防危调度算法研究

针对现有防危调度算法在软硬件失效情况下防危能力不足的问题,具体进行了以下工作:构建了一种分层防危实时调度模型,该模型从功能组件和安全分区两方面描述了安全关键实时应用的防危性需求,并给出一种基于分层调度思想的三级防危调度器框架。以该模型和框架为基础,提出了一种新的分层防危调度算法(HSS),该算法对安全关键实时应用中不同关键度的功能组件采用空间隔离机制,对同一功能组件内的不同分区采用时间隔离机制,兼顾实现了时空隔离的防危效果。仿真实验结果表明,HSS算法与其他同类算法相比,在防危效果和应用负载承受能力方面具有较好的表现。     

基于分区的航电系统调度分析工具实现

针对仅含纯周期任务集合、符合ARINC653多分区构架航电系统两级调度模型的可调度性判定问题,提出一种基于分区的航电系统调度分析工具。通过设定时钟变量模拟航电系统各分区中任务集调度过程,依据纯周期任务集及分区航电系统时间片分派特性确定仿真区间,设计优化的调度分析算法,判定航电系统分区级时间片分派的正确性及各分区中任务集的可调度性。测试及实例分析结果表明,该工具能自动、准确、快速地判定航电系统分区以及任务级调度模型的可调度性,并能以甘特图的方式绘制系统调度过程,较现有工具更为直观、高效。     

硬实时系统在强分区约束下的双层分区调度

文中研究了硬实时系统在强分区约束下的双层分区的调度问题,合理建立了强分区约束下的双层分区调度模型,给出了最坏情况下的分区任务集可调度的判定条件.同时,在此基础上,提出了与分区利用率匹配的分区设计方法,导出了该方法下的系统可调度利用率的最小上限.仿真实验表明,在严格实时的条件下,文中提出的方法相对于现有方法更具优越性,并提高了分区可调度利用率的最小上限.     

面向任务关键普适计算的安全自适应任务调度

为了增强普适计算环境下实时应用的安全性,建立了安全关键的实时周期任务模型、任务安全开销模型和任务安全风险模型,提出一种安全风险感知的自适应调度算法.该算法依据实时周期任务可调度的本质特性,将调度问题转化为安全风险最小化的多阶段决策过程,并基于近似动态规划策略实现了安全性能确保和低复杂度的调度机制.实验结果表明,该算法可明显降低应用的安全风险,满足应用的安全需求,自适应普适计算的动态变化.     

混合型实时容错调度算法的设计和性能分析

以往文献中研究的实时容错调度算法都只能调度单一的具有容错需求的任务.该文建立了一个混合型实时容错调度模型,提出一种静态实时容错调度算法.该算法能同时调度具有容错需求的实时任务和无容错需求的实时任务.该文还提出了一个求解最小处理机个数的算法,用于对静态实时容错调度算法的性能进行模拟分析.为了提高静态调度算法的调度性能,提出了一种动态调度算法.最后,通过模拟实验分析了静态和动态调度算法的性能.实验表明,调度算法的性能与实时任务的个数、任务的计算时间、周期和处理机个数等系统参数相关.     

实时CORBA系统调度模型的分析和比较

实时CORBA系统需要解决如何将有限的计算资源和通信资源分配给实时任务,从而保证端到端执行时间的可预测性需求的问题.为了更好地定量分析可预测性,需要为以固定优先级方式调度的、周期性任务的硬实时CORBA系统建模.文中分析了TAO系统和NraD/URI系统的调度模型以及分别由Bettati ＆ Sun提出和由东南大学提出的端到端调度模型的模型描述和调度方式.在调度模型的描述能力、计算能力、适用范围和存在的联系等方面对上述调度模型进行了分析和比较.     

开放式实时嵌入式系统自适应调度模型研究

开放式实时嵌入式系统中多类型实时任务并存和资源受限的情况给实时调度机制带来了新的需求和挑战。通过引入准入控制、资源管理、调度服务器、自适应调节机制等,提出了一个形式化的自适应调度模型。它能适应开放计算环境的不确定性,有控制地接受不同类型任务的运行;可根据系统资源和任务需求的最新变换情况计算带宽变化,自适应地调节任务的优先等级,使得系统运行在最优的实时性能上;该模型在某航空机载系统设计中得到了实际应用,同其它类似系统相比,该模型的应用提高了系统的调度性和系统稳定性。     

基于安全策略的负载感知动态调度机制

针对软件定义网络（SDN）网络控制器流规则篡改攻击等单点脆弱性威胁,传统安全解决方案如备份、容错机制等存在被动防御缺陷,无法从根本上解决控制层安全问题。结合目前移动目标防御、网络空间拟态防御等主动防御技术研究现状,提出一种基于异构冗余结构的动态安全调度机制。建立控制器执行体与调度体调度模型,根据系统攻击异常、异构度等指标,以安全性为原则设计动态调度策略;同时考虑系统负载因素,通过设计调度算法LA-SSA将调度问题转化为动态双目标优化问题,以实现优化的调度方案。仿真结果表明,对比静态结构,动态调度机制在累积异常值、输出安全率等指标上有明显优势,说明安全调度机制中的动态性与多样性能够显著提高系统抵御攻击能力,LA-SSA机制负载方差较安全优先调度更平稳,在实现安全调度的同时避免了负载失衡问题,验证了安全调度机制的有效性。     

Job scheduling in multiprogrammed computer systems

The job-scheduling function in a multiprogramming computer system plays a key role in the achievement of the performance goals for the system. It is possible and convenient to partition this scheduling function into a priority assignment function and resource assignment function. Implementation of a general purpose resource assignment module permits a large family of scheduling strategies to be implemented via different priority calculation schemes. The implications of this partitioning of the scheduling function are studied by use of a simulation model. A system embodying this approach to job scheduling is discussed as an application of the approach to other types of systems.     

一种任务优先级的综合设计方法

提出了一种基于优先级表设计的调度算法.将任务的相对截止期和空闲时间这两个特征参数结合起来,综合设计任务的优先级表,使得截止期越早或空闲时间越短,任务的优先级越高,而且任务的优先级由相对截止期和空闲时间惟一确定.对于任意一个任务,可通过对设计的优先级表进行二元多点插值获得相应任务的惟一优先级.与传统的EDF和LSF算法进行仿真比较,仿真结果表明,通过优先级表设计方法来确定任务的优先级,提高了任务调度的成功率,降低了任务截止期的错失率.该方法可应用于实时系统中实时任务的动态调度中.     

面向分布式实时系统的安全驱动调度算法研究

针对现有实时调度算法无法适应动态安全需求的问题,构建了一种安全驱动调度模型,该模型从系统安全级别、系统安全服务和任务安全策略三个方面描述了实时系统的动态安全需求,并设计了一种基于安全驱动的实时任务调度器框架。以该模型和框架为基础,提出了一种安全驱动调度算法(Security Driven Scheduling Algorithm,SDSA)。从全局角度对新到达任务进行可调度性检查,并将可调度任务分配到合适的处理机上运行。按照系统安全级别来动态调整已分配到各处理机上实时任务的安全策略,使其达到安全性和可调度性的最优平衡。采用优先级抢占式策略对各实时任务进行调度。仿真结果表明,SDSA算法与其他同类算法相比,在系统动态安全需求的适应性、关键任务的可调度性以及安全防危能力等方面具有较好的表现。     

Priority Scheduling of Transactions in Distributed Real-Time Databases

One of the most important issues in the design of distributed real-time database system (DRTDBS) is transaction scheduling which consists of two parts: priority scheduling and real-time concurrency control. In the past studies, mostly, these issues are studied separately although they have a very close interaction with each other. In this paper, we propose new priority assignment policies for DRTDBS and study their impact on two typical real-time concurrency control protocols (RT-CCPs), High Priority Two Phase Locking (HP-2PL) and Optimistic Concurrency Control with Broadcast Commit (OCC-BC). Our performance results show that many factors, such as data conflict resolution, degree of data contention and transaction restarts, that are unique to database systems, have significant impact on the performance of the policies which in turn affect the performance of the real-time concurrency control protocols. OCC-BC is more affected by the priority assignment policies than HP-2PL owing to the late detection of conflict. In the design of priority assignment policies, we have found that neither the purely deadline driven policies nor data contention driven policies are suitable for DRTDBS. Our proposed policy, the Mixed Method (MM), which considers both transaction timeliness and data contention, outperforms other policies over a wide range of system parameter settings.     

基于时间Petri网模型的缓冲优先调度策略稳定性分析

描述了一种时间Petri网模型和方法,它能对具有缓冲优先调度可重入生产线系统进 行稳定性分析.基于系统模型标识的动态变化,以缓冲界限概念作为稳定性分析判据.这种方法 可用于具有固定优先次序调度策略的稳定性分析.推导了基本时间Petri网结构的稳定特性以 及具有正反馈环系统稳定的充分条件.这些研究结果可以用于多种实际系统的稳定性分析.     

一个基于多Agent的PCB装配调度系统

PCB装配调度问题是一个JobShop调度问题。本文针对这一问题设计了一个基于多agent的调度系统模型,其最大特点是将任务的优先级调度机制与基于合同网协议的投标机制相结合。文章首先说明系统的调度过程和各个agent的功能;然后介绍多agent之间的KQML消息通信机制;最后举一个实例并总结系统的特点。     

Stability analysis of buffer priority scheduling policies using Petri nets

A Petri net approach to determining the conditions for stability of a re-entrant system with buffer priority scheduling policy is described in this paper.The concept of buffer boundedness based on the dynamic behavior of the markings in the system model is emphasized.The method is used to demonstrate the stability of the first buffer first served(FBFS)and the last buffer first served(LBFS)scheduling policies.Finally a sufficient condition for instability of systems with a positive feedback Joop(PFL) is established,and an example is given.     

电厂侧调度数据网安全防护设计

按照“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的电力二次系统安全防护原则,论述电厂侧调度数据网安全防护设计要点.     

基于瓶颈感知的多级反馈队列Coflow调度机制

Coflow作为并行计算框架的典型流量模型,降低Coflow的完成时间（CCT）成为云计算领域的研究热点。现有Coflow调度机制未考虑云数据中心内网络瓶颈问题,容易造成网络拥塞,导致CCT增加。针对该问题,构建基于瓶颈感知的Coflow调度机制Bamq。利用Lagrange对偶优化Coflow调度模型,以加快Coflow流速并增大吞吐量,从而降低CCT。通过设计多级反馈队列机制,降低吞吐量对网络拥塞产生的影响,根据已发流的大小、宽度和流速信息,构建瓶颈因子以动态调整多级队列的优先级,实现拥塞感知,提高Coflow调度性能。在Facebook真实数据集上进行实验,结果表明,相比Baraat、Varys、Aalo机制,该机制的CCT平均缩短21.3%,吞吐量平均提高17.9%,能够有效提高链路的利用率。