嵌入式并行系统中基于任务优化的调度算法

在嵌入式并行计算系统中,任务调度是决定系统性能的关键。多任务调度中,启发式调度法是一种设计简单且性能良好的调度方法。目前的调度算法大多是基于任务复制的,没有充分考虑前驱任务与其后继任务间的相关性。该文提出了一种基于相关任务优化(DTO)的调度算法,通过分析已用处理机的负载和空闲时间,尽量减少系统的调度长度和处理机数目。算法分析结果表明,DTO算法在性能上优于其他算法,对嵌入式并行计算系统中的多任务调度是一个较好的选择。     

基于单调速率调度算法的μC/OS-II多任务周期的设计

嵌入式实时操作系统μC/OS-II对于多任务调度采用让就绪表中优先级最高的任务总是处于运行状态,这种策略在周期性多任务的调度中存在着缺陷,可能使得任务的周期设计不当导致任务不能被调度。通过引入单调速率调度算法,在对多个任务设计任务周期时予以分析,确定每个任务都能被调度。     

基于RM调度算法的μC/OS-II多任务周期的设计

嵌入式实时操作系统μC/OS II对于多任务调度采用让就绪表中优先级最高的任务总是处于运行状态，这种策略在周期性多任务的调度中存在着缺陷，可能使得任务的周期设计不当导致任务不能被调度。通过引入单调速率调度算法，在对多个任务设计任务周期时予以分析，确定每个任务都能被调度。     

一种基于反馈机制的自适应弹性调度算法

针对实时多任务系统中的临时过载问题,提出一种基于反馈机制的自适应弹性周期调度算法。考虑任务截止期小于或等于任务 周期的情况,参考弹性调度算法的基础模型,动态估计周期任务的执行时间。仿真实验结果表明,该算法可有效提高随机任务集的调度成 功率。     

一种MapReduce实时调度算法设计及实现

MapReduce是云计算中重要的批数据处理框架,多任务共享MapReduce机群并满足任务实时性要求是调度算法急需解决的问题。提出两阶段实时调度算法,将调度划分为任务间调度和任务内调度。对于任务间调度,使用抽样法和经验值法确定子任务执行时间,利用该参数建立资源分配模型,动态确定任务优先级进行调度;对于子任务使用延迟调度策略进行调度,保证计算的本地性。实验结果显示,两阶段实时调度算法相比公平调度算法和FIFO算法,在保证吞吐量的同时能够满足任务实时性要求。     

基于改进的Multi-Agent诊断的时间调度算法的研究

为了合理安排多任务合作中的时间,提出了基于改进的遗传算法的Multi-Agent的多任务协作调度算法.在Multi-Agent的多任务协作时间调度算法中引入遗传算法,能提高运算的准确性.在介绍Multi-Agent系统结构的基础上,分析了Multi-Agent的协作问题以及基于改进的遗传算法的调度算法.多任务协作调度算法的应用有效地最小化了系统的额外代价,实现了Multi-Agent系统的优化.     

基于任务综合规划的相控阵自适应调度方法

研究机载相控雷达调度优化控制问题.机载相控阵雷达可以高效遂行作战任务,但如何合理调度雷达任务请求,实时优化处理同时多任务对系统时间资源的竞争,是充分发挥多功能相控阵雷达性能优势的关键.针对相控阵雷达同时多任务在时间窗约束下实时优化调度问题,在综合考虑调度时刻前后任务请求、调度限制和可用资源等因素基础上,权衡任务请求重要程度、紧急程度和前后一定时间段内资源利用情况,提出了一种利用任务综合规划的相控阵自适应调度算法.仿真结果表明,新算法能够在雷达有限时间资源内提高相控阵雷达任务调度效率和时间利用率,获得了更优的综合性能.     

优先级周期性互换的实时调度算法

针对实时多任务调度时低优先级任务的延迟问题,提出了一种优先级周期性互换的静态优先级调度算法。该方法以固定的时间片为周期,对多任务系统中的某两个不同优先级的独立性任务,周期性地互换它们的优先级级别,在保证较高优先级任务的执行时间的前提下,使得较低优先级的任务有机会尽快执行,以缩短其执行过程中的延迟时间。所提方法能有效解决低优先级任务的实时性问题,从而提高实时多任务系统的整体控制性能。     

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EDA多任务流的调度算法研究

针对高性能计算环境下的多个电子设计自动化(EDA)任务流调度问题,提出一种启发式公平调度算法L-Fairness.在准备队列选择待调度任务时,L-Fairness算法结合任务滞后度、完成度和剩余完成时间确定任务优先级,保证多个任务流中任务的公平调度,同时将license数量及其类型作为处理器选择的依据,满足EDA多任务...     

异构分布式实时系统中对具有前后依赖关系任务的基于动态可变调度距离容错调度算法

目前的主副版本容错调度算法大多没有考虑任务间的前后依赖关系,但实际中很多任务是具有前后依赖关系的。本文提出了一种基于主副版本动态可变调度距离的任务容错调度算法,该技术通过比较任务间的最晚开始执行时间与最早开始执行时间的差值,安排任务副版本的调度,并且基于此设计了可用于具有前后依赖关系任务调度可重叠技术。本文提出的基于动态可变调度距离的容错调度算法在尽可能让任务最早完成的情况下,提高系统的可靠性,并且优先调度关键路径任务,降低了系统的容错开销。最后通过实验证明本文算法的有效性和优异性。     

信息物理融合系统的动态多优先级调度

信息物理融合系统(Cyber-physical Systems,CPS)的复杂和异构性给设计者带来了不少挑战,其中任务的多样性使得传统的调度策略不能满足CPS的性能需求.提出了专门针对基于大规模传感器网络的CPS的动态多优先级调度策略.根据任务类型分配4级缓存队列:第1级是来自控制器待处理的实时任务,拥有最高的可抢占式优先级;第2级是来自控制器待转发的实时任务,拥有次高的可抢占式优先级;第3级是来自其他节点待转发的非实时任务,拥有第三高的非抢占式优先级;第4级是来自本地待发送的非实时任务,拥有最低的非抢占式优先级.设计了抢占与非抢占混合的动态调度策略来减少任务的平均等待时间,加入了等待时间阈值机制来保证第4级任务的公平性.通过理论分析和仿真实验对调度策略的性能做了评价.仿真结果显示,动态多优先级调度策略在提高系统性能和稳定性上要优于传统优先级调度.     

实时异构系统中的积极复制容错调度算法

在设计实时异构系统中的容错调度算法时,既要考虑到实时性的约束,又要最大化系统的可靠性.此外,异构系统中的并行应用调度问题已经被证明了是NP完全问题.现有的容错调度算法大多采用复制技术来提升系统的可靠性,但是任务的多次执行会导致应用执行时间变长,系统实时性下降.为此,提出了一个基于积极复制技术的容错调度算法,该算法连续的复制任务集中对当前系统实时性影响最小的任务,然后将任务集中的所有任务调度至最早完成的处理器,用以在满足实时性约束的同时,提升系统的可靠性.实验表明,相比于同样着眼于实时异构系统的DB-FTSA算法,该算法在实时性约束严格的情况下,可靠性有较大提升.     

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。     

A Heuristic Algorithm for Task Scheduling Based on Mean Load on Grid

Efficient task scheduling is critical to achieving high performance on grid computing environment. The task scheduling on grid is studied as optimization problem in this paper. A heuristic task scheduling algorithm satisfying resources load balancing on grid environment is presented. The algorithm schedules tasks by employing mean load based on task predictive execution time as heuristic information to obtain an initial scheduling strategy. Then an optimal scheduling strategy is achieved by selecting two machines satisfying condition to change their loads via reassigning their tasks under the heuristic of their mean load. Methods of selecting machines and tasks are given in this paper to increase the throughput of the system and reduce the total waiting time. The efficiency of the algorithm is analyzed and the performance of the proposed algorithm is evaluated via extensive simulation experiments. Experimental results show that the heuristic algorithm performs significantly to ensure high load balancing and achieve an optimal scheduling strategy almost all the time. Furthermore, results show that our algorithm is high efficient in terms of time complexity.     

On-line scheduling of scalable real-time tasks on multiprocessor systems

The computation time of scalable tasks depends on the number of processors allocated to them in multiprocessor systems. As more processors are allocated to a scalable task, the overall computation time of the task decreases but the total amount of processors’ time devoted to the execution of the task, called workload, increases due to parallel execution overhead. In this paper, we propose a task scheduling algorithm that utilizes the property of scalable tasks for on-line and real-time scheduling. In the proposed algorithm, the total workload of all scheduled tasks is reduced by managing processors allocated to the tasks as few as possible without missing their deadlines. As a result, the processors in the system have less load to execute the scheduled tasks and can execute more newly arriving tasks before their deadlines. Simulation results show that the proposed algorithm performs significantly better than the conventional algorithm based on a fixed number of processors to execute each task.     

基于Linux的多核实时任务调度算法改进

嵌入式实时系统通常被实现为多任务系统,以满足多个外部输入的响应时间的最后期限约束。Linux内核中已经实现了基于EDF(Earliest Deadline First)调度算法的DL调度器,使得实时任务能在截止期限内运行完成。但对于多核处理器,由于实时任务在EDF算法下会出现Dhall效应,论文对 Linux内核中实时任务调度算法进行了改进。在EDF算法的基础上,实现LLF(Least Laxity First)调度算法并对其加以改进,通过降低任务上下文切换频率以及减少松弛度的计算来减小调度过程中的颠簸现象。实验证明该方法既避免了Dhall效应,又减少了任务上下文切换带来的系统开销,并使得任务能在截止期限内完成调度,取得了较好的调度性能。     

基于任务复制的网格任务调度算法

网格中资源之间存在着通信延迟,通过任务复制的冗余,可以减少任务之间的通信开销,缩短整个计算程序的计算时间。目前网格中的任务调度算法基本上是没有考虑任务复制的;而基于任务复制调度算法往往会产生过多的复制任务,增大系统开销,甚至有可能延迟计算时间。由于基于任务复制的任务调度是一个NP问题,因此本文提出了一种基于任务复制的网格资源调度算法,以减少调度长度为主要目标、减少任务复制量和资源占用量为次要目标。该算法在调度长度和任务复制数量以及占用资源数量方面都等于或优于其它算法。     

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。     

实时操作系统任务调度算法的硬件实现

对uC/OS-II的任务调度算法进行改进和硬化,在uC/OS-II内核基于优先级的抢占式调度算法的基础上扩展同优先级任务的调度算法,突破了原系统对任务数量的限制,去除了原系统对每个任务必须有不同优先级的要求,采用硬件逻辑实现RTOS中的任务调度,使其实时性和确定性显著提高。整个设计采用VHDL硬件描述语言,利用ISE 8.2软件进行系统调试分析完成功能仿真验证。仿真结果表明,任务管理的硬件实现保持了系统调用的正确性,同时降低了处理器开销,减少了系统调用的执行时间。