实时中间件动态调度算法的研究及应用

文章建立了实时中间件OPC服务器的实时调度模型,设计了处理混合任务的动态调度算法(基于EDF)和实现方式,分析了算法的可调度性和非周期任务的响应性能及参数设计,并给出了相应的调度结果。     

实时调度算法分类研究

调度是实时系统的一个研究热点。一个调度算法的好坏决定着实时任务能否在规定的时限内完成。本文对实时调度进行了讨论;研究了经典静态调度算法中的速率单调调度算法,并提出了对该算法的改进;分析了动态调度中的最早截止期最优先算法;最后,对实时调度研究策略方向进行了展望。     

两种经典实时调度算法的研究与实现

速率单调（RM）调度和最早截止期限优先（EDF）调度在实时调度领域占有重要低位。基于一个x86体系结构的小系统上设计实现RM和EDF调度算法,并在不同的工作负载下,以任务截止期错失率作为衡量不同任务调度算法性能优劣的指标,对两种算法进行了性能分析和比较。在通常情况下,RM和EDF都可以保证任务成功调度,EDF算法可承受较多的工作负载。但是随着负载的增加,EDF算法性能急剧下降,到一定过载程度,EDF算法性能低于RM算法。     

多特征协调的实时调度算法

目前大多数实时调度算法都依据单一的特征参数确定任务优先级,本文提出一种基于多特征协调的实时调度算法,对特定高优先级任务优先处理,并且对其他任务的调度不产生任何影响。同时,在系统超载的时候,有效避免了EDF算法性能的急剧下降。实验结果表明,该算法有效地保证了特定任务的调度优先级,相对于EDF算法性能有明显改进。     

一种新的组优先级动态实时调度算法

传统动态调度算法由于对优先级个数没有限制,在实际应用中往往受制约,达不到很好的调度性能.针对此问题,考虑硬实时抢占任务调度需要,提出一种新的组优先级动态实时调度算法.研究作业执行顺序改变对系统可调度性能的影响,给出作业分组可调度性能测试.新算法将满足分组可调度测试公式的作业作为一个任务组,各任务组之间按照最小截止期优先调度,任务组内按照最短作业优先的原则执行作业.仿真结果表明,与最小截止期优先等传统调度算法相比,新算法不仅能有效降低算法所需优先级个数,还能提高任务调度的成功率,缩短平均响应时间,减少任务切换次数.     

一种基于分组与适当选取策略的实时多处理器系统的动态调度算法

在分析了近视算法和节约算法缺点的基础上，提出了一种新的实时多处理器系统的动态调度算法——分组适度算法．分组适度算法包括两个策略：分组策略和适当选取策略．分组策略是为了提高资源的利用率，在保证具有较小目标函数值的任务截止期限的情况下，优先选择可以共享访问资源的任务进行扩展．适当选取策略是为了提高处理器的利用率，当任务不访问资源以及任务所需资源的最早可用时间小于系统中处理器的最小最早可用时间时，选择最早可用时间最小的处理器；否则，选择最早可用时间最接近资源的最早可用时间的处理器．模拟结果表明，分组适度算法的任务接受率高于近视算法和节约算法的任务接受率．     

基于RM与EDF的实时混合调度算法研究

通过对实时系统中静态调度算法RM和动态调度算法EDF的研究与分析,针对两种调度算法在实际应用中的问题,提出了一种基于阈值δ的混合调度算法,将RM与EDF调度算法相结合,并从数学角度描述了混合调度算法的可调度性与实时任务的周期、执行时间等属性之间的关系,给出了混合调度算法可调度性的充分必要条件。最后用实验验证了混合调度算法的有效性。     

一种双匹配动态调度算法

提出了适于异构环境独立任务调度的双匹配动态调度算法（BM算法）．BM算法将任务与处理机实现双匹配，使大部分任务在执行时间最短而且完成时间最早的处理机上执行．对于无法实现双匹配的任务，采用最早完成时间最小者优先的策略进行调度．BM算法可以同时满足负载均衡和高吞吐率两个目标．BM算法与通常用作评测基准的Min-min算法的比较结果表明，BM算法的运行时间远少于Min-min算法，其调度跨度比Min-min算法减少约9％．     

混合事务的ERtTDF调度算法及可调度性分析

在实时数据库及数据处理系统中,针对周期性实时事务,应用经典的EDF等调度算法对其可以得到可行的调度;而对于混合实时事务-事务的时间性质是混合的,经典EDF不太适用。文中扩展EDF为最早实时事务截止期优先-ERtTDF(EarliestReal-timeTransactionDeadlineFirst),它可以有效地调度混合事务。文中给出了其可调度条件和时间需求条件,并把时间需求条件扩展到时限小于周期以及引入资源共享控制等方面,最后给出了集成调度实时、非实时以及混合事务的系统框架。通过性能比较,可以得到ERtTDF算法处理上面事务模型时性能较经典EDF更优。     

网络化运动控制系统的经典调度算法应用研究

网络化运动控制系统作为一类特殊的实时系统,其系统的性能与资源（处理器、网络）的调度密切相关,将实时调度理论应用于网络化运动控制系统非常必要。在对用于单处理器的经典实时调度算法（RM和EDF）以及网络调度的研究现状进行综述的基础上,对网络调度和任务调度的异同点及网络调度的实现方法和应用技术进行了研究。最后,对RM和EDF两类调度算法在网络化运动控制系统中的应用及调度优化问题进行了仿真研究。     

基于OPC的实时数据集成系统

针对目前系统中集成能力、可操作性和可扩展能力等存在的问题,研究了工业自动化中数据集成的关键技术,提出了一个基于OPC和消息中间件的实时数据集成方案,并在此基础上进行了集成平台的实现。通过应用,证明该系统能够大幅提高数据集成的质量和效率。     

Dynamic Task Scheduling in Hard Real-Time Distributed systems

This algorithm for scheduling tasks with hard real-time constraints—that is, tasks that must meet their deadlines-works dynamically on loosely coupled distributed systems.     

控制系统中强实时任务的调度

文章通过对控制系统中强实时任务进行分析,指出系统存在的各类强实时任务。针对控制系统中任务的特点,提出了一种实时任务调度方法。对这种调度算法进行了可调度性分析,指出实时控制系统中任务可调度的条件。     

基于OPC通信的短信报警系统设计

为实现水质监测,构建短信预报警系统,本文介绍了以OPC通信为基础,通过RSView32组态软件作为OP服务器,配合短信收发设备以短信业务SMS发送预报警信息,组建一套短信报警系统的实现方法。     

OPC技术在生产调度系统中的应用

在车间级生产监控系统改造完成的基础上,针对工厂的实际情况采用OPC通讯技术,实现生产调度系统的主体功能;同时在此基础上实现无线手机短消息报警并采用VB6．0结合Excel及SQL Server2000设计调度和管理报表。     

一种动态可重构系统的实时任务调度算法

硬件任务的软实时调度是影响动态可重构系统性能的关键因素之一。本文提出了一种基于顶点链表的硬件任务间最小空间调度算法MSSA,该算法将硬件任务按照长、宽及调度时间构成一个三维资源模型,以到达任务与已放置任务在三维空间的邻接度来构建代价函数,获取具有最大代价函数值的放置位置和启动时间,可使任务安排得更紧凑,减小对系统资源的浪费,提高并行度。仿真实验表明,与MSG-4V和Stuffing算法相比,本文算法具有更高的芯片利用率和任务接受率。     

OPC技术在SCADA系统中的应用

本文介绍了在SCADA系统中的应用的OPC技术，提出了一个基于OPC技术的SCADA系统的设计思想。并结合OPC数据服务器设计原型，提出了OPC服务器开发工具的设计方案，给出了开发工具的接口函数集合。     

OPC技术在Deltav系统中的实际应用

OPC技术的产生为应用软件和现场设备提供了通用的接口标准。基于OPC技术的几种OPC软件产品在Deltav系统中的实际应用．大大争强了Deltav系统的开放性能，本文介绍了这几种OPC软件产品．并提出了OPC Server看门狗脉冲信号发生器的设计回路方案．用来检测连在一起的各个OPC Server之间的通讯状态。     

硬实时系统中基于软件容错的动态调度算法

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部分针对硬件的容错,很少考虑软件运行的故障.提出了两种类似EDF(earliest deadline first)的软件容错的动态实时调度算法:PKSA(probing K-step algorithm)和CUBA(changing utilization-based algorithm).两种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,同时也有效地减少了浪费的CPU时间片数量.通过实验测试,与目前所知的同类算法相比,具有更佳的调度性能--调度成本平衡性.