不可抢占式EDF调度算法的可调度性分析

现有的不可抢占式EDF调度算法的可调度性分析判定条件限定实时任务的截止期必须等于其周期,限制了它的使用范围。论文突破这一限制,提出了更具一般性的可调度性分析判定充要条件。通过对可调度性判定充要条件的分析,提出了基于不可抢占式EDF调度算法的周期性实时系统可调度性分析算法。     

基于可重构系统的亚可抢占任务调度算法

针对目前在线调度算法忽略预留任务特殊性的问题,基于现有的放置策略,定义并证明一个可靠的基于最大邻接边数的放置策略。提出一种基于亚可抢占性的任务调度算法,即剥夺预留任务所占用的可重构资源再进行统一离线调度。实验表明,与已有算法相比,该算法具有更高的任务接受率和芯片利用率,且并未明显增加运行时的开销。     

副版本不可抢占的全局容错调度算法

容错是硬实时系统的关键能力,容错调度算法可以在有错误发生的情况下满足任务的实时性需求.在主副版本机制的容错调度算法中,主版本出错后留给副版本运行的时间窗口小,副版本容易错失截止期.针对副版本需要快速响应的问题,提出副版本不可抢占的全局容错调度算法FTGS-NPB（fault-tolerant global scheduling with non-preemptive backups）,赋予副版本全局最高优先级,使副版本在主版本出错后可以立刻获得处理器资源,并且在运行过程中不会被其他任务抢占.这样,副版本可以在最短时间内响应.分别基于截止期分析和响应时间分析建立了FTGS-NPB的可调度性测试,并分析了两种可调度性测试分别适用于不同的优先级分配算法.仿真实验结果表明,FTGS-NPB可以有效地减少实现容错的代价.     

一种分布式实时系统任务调度算法的设计

结合分布式系统和实时系统的特点,分析了分布式系统任务调度算法和实时系统任务调度算法,为了能够较好地实现系统的并行性能、实时任务的调度性能以及网络的负载平衡,提出一种将分布式系统任务调度算法和实时系统任务调度算法想结合的算法,采用层次式调度算法以及动态权值的轮转调度算法和速率单调调度算法相结合,在队列权值固定的实验基础上,采用随机改变队列权值的算法,实验证明该随机改变队列权值的算法能够更好地调度任务.     

容错优先级可提升的抢占阈值容错调度算法

基于软件容错模型,提出了允许容错优先级提升的抢占阈值容错调度算法(extended fault-tolerantfixed-priority with preemption threshold,简称FT-FPPT*).该算法能够在抢占式容错调度算法(fault-tolerantfixed-priority preemptive,简称FT-FPP)和抢占阈值容错调度算法(fault-tolerant fixed-priority with preemptionthreshold,简称FT-FPPT)无法提高系统容错能力的情况下,进一步提高系统的容错能力.为了获得系统中任务优先级分配的最佳策略,基于任务最坏响应时间的可调度性分析,提出了一种最优的优先级配置搜索算法(priorityassignment search algorithm,简称PASA).经过深入分析和实验证明,与FT-FPPT算法相比,FT-FPPT*算法能够有效地提高硬实时系统的容错能力.     

一种改进的RM可调度性判定算法

固定优先级任务可调度性判定是实时系统调度理论研究的核心问题之一.目前已有的各种判定方法可归结为两大类:多项式时间调度判定和确切性判定.多项式时间调度判定通常采用调度充分条件来进行,为此,许多理想条件下基于RM(rate monotonic)调度算法的CPU利用率最小上界被提了出来.确切性判定利用RM调度的充要条件,保证任何任务集均可被判定,并且判定结果是确切的.但是由于时间复杂度较差,确切性判定方法难以实现在线分析.提出了一种改进的RM可调度性判定方法(improved schedulability test algorithm,简称ISTA).首先介绍了任务调度空间这一概念,并提出了二叉树表示,然后进一步提出了相关的剪枝理论.在此基础上,研究了任务之间可调度性的相关性及其对判定任务集可调度性的影响,提出并证明了相关的定理.最后基于提出的定理,给出了一种改进的伪多项式时间可调度性判定算法,并与已有的判定方法进行了比较.仿真结果表明,该算法平均性能作为任务集内任务个数的函数具有显著提高.     

一种基于代价抢占的混合可重构任务调度算法*

针对同时存在独立任务和相依性任务的混合可重构任务调度,提出了基于代价抢占的混合可重构任务实时调度算法。提出了相依性任务等价运行截止时刻的计算方法,使混合可重构任务按照配置截止时刻排队配置。针对相依性任务调度特点,分析得到了相依性任务集合调度失败的充分条件,提前判定和丢弃无法调度成功的相依性任务集合;通过有限预配置防止相依性任务无效占用可重构资源;通过基于代价抢占减少调度失败任务个数。仿真结果表明,该调度算法提高了任务调度成功率。     

基于软件容错的动态实时调度算法

在硬实时系统中，由于任务超时完成将会导致灾难性后果，因而硬实时系统具有严格的时间及可靠性限制条件．目前实时容错调度算法大多针对硬件的容错，很少考虑软件运行的故障．提出了一种类似EDF的软件容错的动态实时调度算法PKSA(Probng-step Algorithm)，本算法在任务执行过程中，通过若干试探性检测步骤，提高了任务可执行性的预测，尽可能地避免了任务早期的失败对后续任务的影响，因此提高了任务的完成率，并同时有效地减少了浪费的CPU时间片．通过实验测试．同目前所知的同类算法相比，具有更佳的调度性能-调度成本比.     

并行与分布硬实时系统的调度

一、前言实时系统是工作在时间约束下的系统,与一般计算机系统的主要区别是引入了时间概念,这大大地影响了系统的设计、验证和实现。实时系统不但要保证计算结果的逻辑正确性,而且要在规定的时间内完成计算。如果某个实时任务没有按时完成,则可能导致整个系统失败,甚至引起灾难性后果。这类实时系统被称为硬实时(hard real-time)系统。例如,核电厂或导弹控制系统等。因此硬实时系统的调度理     

基于组件技术特定应用的嵌入式操作系统构造

面向Internet网络的、特定应用的嵌入式操作系统正发展成为当今国际上实时嵌入式系统极为重要的研究内容。该文论述了特定应用嵌入式操作系统ASOS（Application Specific Embedded Operating Systems)的概念和构成特点,阐述了基于组件技术构造ASOS的基本方法。     

Cache-Conscious Limited Preemptive Scheduling

In multi-tasking real-time systems, inter-task cache interference due to preemptions degrades schedulability as well as performance. To address this problem, we propose a novel scheduling scheme, called limited preemptive scheduling (LPS), that limits preemptions to execution points with small cache-related preemption costs. Limiting preemptions decreases the cache-related preemption costs of tasks but increases blocking delay of higher priority tasks. The proposed scheme makes an optimal trade-off between these two factors to maximize the schedulability of a given task set while minimizing cache-related preemption delay of tasks. Experimental results show that the LPS scheme improves the maximum schedulable utilization by up to 40\% compared with the traditional fully preemptive scheduling (FPS) scheme. The results also show that up to 20\% of processor time is saved by the LPS scheme due to reduction in the cache-related preemption costs. Finally, the results show that both the improvement of schedulability and the saving of processor time by the LPS scheme increase as the speed gap between the processor and main memory widens.     

单机实时系统中的一种混合型实时容错调度算法

目前研究单机实时系统的调度算法文章大多只能调度单一类型的任务。本文在PKSA算法的基础上，建立了一种混合型实时容错模型，提出一种调度算法不仅可以调度有容错需求的周期任务，同时也能够调度无容错需求的周期任务和非周期非实时任务，实现了调度混合型任务的目的。     

单机实时系统中的一种混合型实时容错调度算法

目前研究单机实时系统的调度算法文章大多只能调度单一类型的任务。本文在PKSA算法的基础上,建立了一种混合型实时容错模型,提出一种调度算法不仅可以调度有容错需求的周期任务,同时也能够调度无容错需求的周期任务和非周期非实时任务,实现了调度混合型任务的目的。     

实时系统调度算法的优化设计

文章介绍了Linux操作系统实时调度算法的简化模型,并提出了一种优化改进调度算法。该算法以进程的重要性为基础,兼顾截止期内完成进程的紧迫程度,建立了进程的优先级队列。算法可通过双链表来实现。对比实验结果表明,优化后的算法与优化前相比,特别是CPU正常负载时,可以实现更高的价值完成率和进程完成率,从而有效地提高了操作系统的实时性能。     

LAMOST总控系统中的进程优先级调度算法的设计与实现

结合国家“九五”重大科学工程项目LAMOST望远镜总控系统研制开发的实践,着重描述了在QNX实时操作系统平台上如何通过设计优先级调度算法来协调完成多个分布式进程的机制。并以此机制为基础,对LAMOST望远镜的环境监控系统和GPS时标系统进行了设计完善。     

基于Linux内核的实时调度机制研究及实现

分析了Linux操作系统内核提供的软实时调度机制及其存在的问题,阐述了基于Linux内核构建实时Linux操作系统的技术方案。着重介绍了RTLinux实时内核的结构框架,并对RTLinux的中断处理机制与调度机制进行了设计与实现。     

Preemptive and Non-preemptive On-line Algorithms for Scheduling with Rejection on Two Uniform Machines

In this paper, we consider the problem of on-line scheduling a job sequence on two uniform machines. A job can be either rejected, in which case we pay its penalty, or scheduled on machines, in which case it contributes its processing time to the makspan of the constructed schedule. The objective is to minimize the sum of the makespan of the schedule for all accepted jobs and the penalties of all rejected jobs. Both preemptive and non-preemptive versions are considered. For the preemptive version, we present an optimal on-line algorithm with a competitive ratio for any s≥1, where s is the machine speed ratio. For the non-preemptive version, we present an improved lower bound. Moreover, as an optimal algorithm for s≥1.6180 is known, we present a modified version of the known algorithm, and show that it becomes optimal for any 1.3852≤s<1.6180 and has a smaller competitive ratio than that of original version for any 1≤s<1.3852. The maximum gap between its competitive ratio and the lower bound is 0.0534.     

周期性实时任务LLF调度算法改进

为减少松弛度计算和系统调度次数,对周期性实时任务的最低松弛度优先(LLF)调度算法进行了改进。在系统处理过程中引入最低松弛度优先队列,当任务松弛度相同时,开始截止时刻早的任务靠近队首。在任务控制块(TCB)中引入预执行时间,任务被调度以后,如果没有更为紧迫的任务到达,任务执行到预执行时间结束才退出处理器。Matlab仿真试验表明,改进算法有效减少了周期性实时任务的松弛度计算次数和系统调度次数,提高了处理器的利用率。     

Preemptive Online Scheduling: Optimal Algorithms for All Speeds

Our main result is an optimal online algorithm for preemptive scheduling on uniformly related machines with the objective to minimize makespan. The algorithm is deterministic, yet it is optimal even among all randomized algorithms. In addition, it is optimal for any fixed combination of speeds of the machines, and thus our results subsume all the previous work on various special cases. Together with a new lower bound it follows that the overall competitive ratio of this optimal algorithm is between 2.054 and e≈2.718. We also give a complete analysis of the competitive ratio for three machines. T. Ebenlendr and J. Sgall partially supported by Institutional Research Plan No. AV0Z10190503, by Inst. for Theor. Comp. Sci., Prague (project 1M0545 of MŠMT ČR), grant 201/05/0124 of GA ČR, and grant IAA1019401 of GA AV ČR. W. Jawor supported by NSF grants CCF-0208856 and OISE-0340752.