基于双层调度框架的开放式实时系统非实时应用调度

在开放式实时系统中,多类型实时和非实时应用同时并存,这给系统调度机制带来了新的需求和挑战。对一种开放式实时系统调度机制进行了简单的介绍,指出了非实时应用调度时不可抢占区可能影响系统可调度性,并提出了一种解决方案,弥补了原有调度机制的缺点,完善了开放式实时系统的双层调度框架,保证了开放式实时系统并存多类型实时及非实时应用的可调度性。     

开放式实时环境中的集成调度框架

开放式实时环境中的多类型实时任务并存的情况给实时调度机制带来了新的需求和挑战．提出了一种适用于开放式实时环境的3层集成调度框架，它基于服务器方式的实时调度理论，把5种既有相关性又有功能互补特征的服务器有机的集成到统一的调度机制中．可支持多种类型的实时任务及非实时任务共存于同一系统的混合调度，并且根据它们的属性自动选择最合适的服务器与之搭配．相对于现有方法，该调度框架可支持的调度对象类型更广泛，易于进行服务质量控制，并且有良好的可扩展性．因此，更适合于开放式实时环境．     

开放式实时系统中的自适应调度方法

首先针对开放式实时系统 ,讨论了自适应实时调度的需求情况和自适应技术应用上的关键问题 ;提出了适用于硬实时调度需求的调度参数自适应调整机制 ;重点面向软实时调度需求 ,提出了一种基于模糊控制策略的自适应调度方法 ,它致力于动态跟踪调度对象的负载变化 ,并把截止期错过率控制在期望值附近 .相对于现有方法 ,更适合于解决开放式实时系统中的自适应调度问题     

开放式实时系统双层调度框架的一种改进方案

分析了开放式实时系统双层调度框架的调度特点,指出了其仅适用于硬实时环境的缺陷。在保证硬实时应用可调度性的基础上,针对硬实时和软实时应用的不同特点提出了一种改进方案,增加了软实时应用的处理,拓展了原方案的适用范围,完善了开放式实时系统的双层调度框架,最后用理论证明与仿真实验验证了改进方案的有效性。     

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.     

开放式实时系统资源共享环境下的调度方法分析

介绍Stack Resource Policy及以其为基础的用于开放式实时系统资源共享环境下静态调度策略,分析其存在的两个问题:资源锁定时间过长和任务不可执行,介绍相关解决方法.然后介绍Bandwidth Inheritance及类似的动态调度策略的基本调度规则并重点分析Bandwidth Inheritance在一般情况下,由于软实时任务的动态性,可能出现的软实时任务阻塞硬实时任务,导致硬实时任务截止时间得不到满足的问题.提出一种解决方法:资源隔离机制(Resource Isolation Policy),介绍其基本规则及性质,并分析加入此机制后硬实时任务的可调度性.     

一种基于服务质量的多媒体任务模型

实时调度算法研究一直是实时系统领域的热点和难点.近年来,发展快速的多媒体应用由于需要保证一定的服务质量而呈现实时需求.然而,多媒体应用的特点使得很难使用传统任务模型对其进行描述.本文提出了一种基于服务质量的多媒体任务模型,并给出了在该模型下计算系统QoS指标的算法.该模型将有助于多媒体实时系统的理论分析和调度算法研究.     

一种新的实时多处理器系统的动态调度算法

实时多处理器系统的动态调度算法一直是实时系统研究中的重要课题,而评价实时调度算法性能的一个最重要的指标是调度成功率.在近视算法的基础上提出了一种新的实时多处理器系统的动态调度算法--节约算法.在该算法中,提出了一个新的处理器选择策略,从而提高了算法的调度成功率.同时,为了研究节约算法的有效性,对其进行了大量的模拟,分析了一些任务参数的变化对算法调度成功率的影响,并与近视算法的调度成功率进行了比较.模拟结果显示,节约算法的调度成功率要优于近视算法.     

一种实时数据库事务处理策略的应用

通过对实时事务特点的分析和对实时数据库中事务处理策略的研究,提出了一种把优先级分配策略与定时调度策略相结合的实时事务调度策略,并融合快照机制与优先级分配策略建立了一种新的基于乐观法的并发控制策略。将这种策略应用于一个实时系统的实时数据库,系统的性能和稳定性明显提高。实验结果表明所给出的新策略及方法的正确性和有效性。     

一种实时数据库事务处理策略的应用

通过对实时事务特点的分析和对实时数据库中事务处理策略的研究，提出了一种把优先级分配策略与定时调度策略相结合的实时事务调度策略，并融合快照机制与优先级分配策略建立了一种新的基于乐观法的并发控制策略。将这种策略应用于一个实时系统的实时数据库，系统的性能和稳定性明显提高。实验结果表明所给出的新策略及方法的正确性和有效性。     

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。     

实时嵌入式操作系统μC/OS-II内核的分析与改进

基于源码公开的实时嵌入式操作系统μC/OS-II及对内核的分析，该文对μC/OS-II的调度算法提出了改进，即扩充了任务数目，采用了任务分类的方法，使其能支持多于64个任务的调度。并可根据实际要求，对任务分组采用不同的调度算法，同时在整体上保持优先级调度模式。该文给出了局部时间片轮转调度和优先级调度算法的实现。     

基于Ethernet技术的安全关键实时网络

随着实时计算技术日益广泛应用于航空航天、国防及交通运输等安全关键领域,多类型的同步实时、异步实时和非实时网络传输需求给现场网络提出了新的目标和挑战,其中安全关键实时网络的实现方式与调度分析是需要解决的关键问题.在分析、总结现有COTS网络技术不足之处的基础上,基于事件触发与时间触发,提出了一种基于Ethernet技术的高可靠实时通信协议E&TTE(event- and time-triggered Ethernet),使实时网络不但具有较高的灵活性,而且具有较好的可预测性.为证明E&TTE协议的合理性与可行性,建立了网络调度模型,进行了全局调度分析,并通过具体实例进行了例证.E&TTE协议的提出,满足了安全关键实时网络的多种传输需求,同时也可广泛应用于工业现场控制网络.     

时空模型及时空运行图

周期性实时系统已被广泛研究,与之相关的自动调度算法主要有三类:优先级驱动的犤1,4,5,7犦、基于速率的犤2,3犦和基于时间的犤8,9犦。这些自动算法虽然能解决许多应用问题,但有时得出的调度方案不一定是最佳的;有时甚至干脆得不出要在整个运行期间均满足要求的调度方案,如某些临界区的存取就可能导致EDF(EarliestDeadlineFirst)犤7犦算法无解。主要原因是单一的算法难以保证适应各种复杂的应用环境。论文从系统的资源划分出发,提出了时空模型及时空运行图的概念,阐述了利用时空图来调整已得调度方案的理由,并通过举例,说明应用时空图确实可能优化自动算法得出的调度方案。     

分布式系统可伸缩性研究综述

可伸缩性(Scalabifity)反映了系统可随系统需求和资源变化,持续满足性能需求的能力。在不同的场景下,可伸缩性的基本定义和度量方法能够通过不同的角度进行理解和表达。根据系统需求和运行状态,改变可用资源数量以及任务调度方式,动态调整系统性能,是系统可伸缩性实现的主要途径。分布式资源管理系统可伸缩性设计的关键技术可以从并行任务调度和分布式系统框架两个方面进行分析。可伸缩性测试是检测和评价系统性能的主要依据,并行代码测试以及可伸缩性测试系统设计的主要方法是测试技术的两个重要组成部分。随着软件范型的发展变化,软件的部署和提供逐步向基于开放、共享虚拟化资源管理平台的在线服务方式的转变,可伸缩性已成为云计算背景下软件服务的重要性能指标,进一步探讨可伸缩性在新的软件范型下所面临的挑战性问题是可伸缩性研究的新方向。     

Scheduler Modeling Based on the Controller Synthesis Paradigm

The controller synthesis paradigm provides a general framework for scheduling real-time applications. Schedulers can be considered as controllers of the applications; they restrict their behavior so that given scheduling requirements are met. We study a modeling methodology based on the controller synthesis paradigm. The methodology allows to get a correctly scheduled system from timed models of its processes in an incremental manner, by application of composability results which simplify schedulability analysis. It consists in restricting successively the system to be scheduled by application of constraints defined from scheduling requirements. The latter are a conjunction of schedulability requirements that express timing properties of the processes and policy requirements about resource management. The presented methodology allows a unified view of scheduling theory and approaches based on timing analysis of models of real-time applications.     

一种开放混合实时系统的开放自适应调度算法

开放计算环境下的实时与非实时任务不确定并发,以及多种实时约束混合的复杂约束系统,即开放混合实时系统的需求越来越广泛.通过引入接收控制、调度服务器、自适应调节机制,提出一种开放环境下的自适应实时系统调度架构--OARtS(open adaptive real-time scheduling).它能适应开放计算环境的不确定性,有控制地接受实时任务运行;可根据系统空闲计算带宽变化,自适应地调节任务的实时等级,使得系统运行在最优的实时性能上;对于软实时任务,可根据其计算带宽需求变化,自适应地调节其计算带宽分配,以适应任务执行时间时变引起的实时不确定性.     

Fast heuristic scheduling based on neural networks for real-time systems

As most of the real-time scheduling problems are known as hard problems, approximate or heuristic scheduling approaches are extremely required for solving these problems. This paper presents a new heuristic scheduling approach based on a modified Hopfield-Tank neural network to schedule tasks with deadlines and resource requirements in a multiprocessor system. In this approach, fast heuristic scheduling is achieved by performing a heuristic scheduling policy in conjunction with backtracking on the neural network. The results from our previous work, using the same neural network architecture without backtracking, are included here as a case with zero backtracking. Extensive simulation, which includes comparison with the conventional heuristic approach, is used to validate the effectiveness of our approach.