CAN数据传送的实时性研究及其应用

设计了一个新的基于时分的主从式和基于优先级的分布式信息调度子系统来处理周期性和猝发性的数据传输, 解决CAN现场总线在网络带宽利用率高时，数据传输的实时性和确定性存在的问题，以及不同优先级的信息帧不能同等地共享总线带宽的问题． 这种方法参考了数据通信中的时分原理，并考虑到CAN基本协议的特点． 在网络带宽利用率达到83％时，保证了信息的实时传送． 这种方法已经应用在实际的陶瓷辊道窑监控系统中，它的有效性得到了证实．     

基于网络演算计算交换式工业以太网中的最大时延

为保证周期性实时数据在交换式工业以太网中的服务质量,在交换机中引入非抢占式的优先级调度方法,并在源节点对进入网络的非周期数据流进行漏桶管制;基于网络演算理论推导了交换机对不同类型数据的服务曲线;针对一个树型拓扑的交换式工业以太网模型,利用所推导出的结论计算了实时数据的最大网络时延.     

基于数据流管理平台的网络安全事件监控系统

复杂而繁多的网络攻击要求监控系统能够在高速网络流量下实时检测发现各种安全事件．数据流管理系统是一种对高速、大流量数据的查询请求进行实时响应的流数据库模型．本文提出了一种将数据流技术应用到网络安全事件监控中的框架模型．在这个模型中，数据流管理平台有效地支持了对高速网络数据流的实时查询与分析，从而保证基于其上的网络安全事件监控系统能够达到较高的处理性能．利用CQL作为接口语言，精确描述安全事件规则与各种监拉查询，具有很强的灵活性与完整性．另外，系统能够整合入侵检测、蠕虫发现、网络交通流量管理等多种监控功能，具有良好的可扩展性，     

优先队列在实时混合数据传输中的应用

使用同一数据通道对实时流和非实时流数据进行并发传输时,通过定义数据传输优先级可以提高实时流数据的传输性能。当非实时流数据短时间内变化较大时,固定码流的实时流受当前优先级较高的非实时数据传输流量和丢包率影响会较大。为了解决这一问题,在分析了数据传输过程中优先级队列传输信息瞬时变化、网络丢包率、带宽预估等因素的基础上提出了一种混合数据传输方法。实验结果表明方法具有自适应性,且在提高带宽利用率的同时还可以提高实时流的传输效果。     

基于QoS的磁盘调度策略

随着视频点播、视频会议、视频监控、数字图书馆等流媒体应用的普及，流媒体服务器存储资源管理成为制约服务质量的瓶颈之一。根据多媒体服务器的性能要求，提出了一种支持QoS的磁盘调度策略。它由三个主要部分组成：探测模块、负载监测模块和自适应管理模块。探测模块，负责判断当前的资源情况能否满足服务请求；自适应模块，根据负载监删模块检测到的负载变化情况，动态调整服务周期在实时请求和尽力服务请求之间的分配。实验表明此磁盘调度策略能在保证实时请求无抖动执行的同时，明显减少了非实时请求的响应时间。     

无线传感器网络中的优先级数据转发攻击检测方法

优先级队列是一种先进先出的数据结构，在优先级数据转发过程中，一旦其遭受攻击，整个队列中的数据将都会受到影响。为保证无线传感网络中优先级数据转发的安全性，提出一种优先级数据转发攻击检测方法。首先采用监督判别算法对传感网络中的优先级数据做降维处理；其次采用主成分分析法提取优先级网络数据中的特征；最后将提取的特征输入到构建的攻击检测模型中，通过设立的攻击检测阈值判定被攻击的数据，完成无线传感器网络中的优先级数据转发攻击检测。仿真结果显示：所提方法的数据包传输率为0.95bps，网络吞吐量均高于90，路由开销小于19，能量消耗约500J，攻击检测误报率低于4.76%。因此所提方法具有较好的优先级数据转发效果，能准确检测攻击。     

分布式实时数据库并发控制

在集中式实时数据库中，事务并发控制一般采用基于优先级的事务重启或优先级继承．在分布式实时数据库中，由于一个主事务的各参与事务可能分布在多个节点上，事务重启一方面会造成系统资源的极大浪费，另一方面又会加大网络传输的负担．而在优先级继承策略中，被阻塞的高优先级事务的执行完全依赖于阻塞它的低优先级事务，在分布式环境中，事务的执行具有更多的不可确定的因素，这就很难保证被阻塞事务的截止期．本文提出了一种基于数据多映像的并发控制协议，事务因访问数据而形成不同的依赖关系，改变高优先级事务和低优先级事务的依赖关系从而更有利于高优先级事务而又不矢折或阻塞其他事务，从而大大提高事务执行的并发度，更好地满足实时事务的截止期．     

一种基于移动环境的混合乐观实时事务处理策略

随着移动计算技术的快速发展，移动环境下涉及到实时事务处理的应用需求正逐渐增长．由于移动环境下固有特性：高的网络延迟、频繁的断接性和移动性等，采用传统的事务处理技术，在移动环境下很难满足事务的截止期要求．提出了一种基于高优先级两段锁的混合乐观实时事务并发控制协议(HORTCC—SHP2PL)．该协议在移动实时事务处理中将乐观并发控制和高优先级两段锁结舍起来，利用两阶段提交协议实现移动实时事务的全局提交．为了进一步减少移动实时事务重启的数目．在并发控制协议中引入了相似性的概念．仿真实验显示．与分布式高优先级两段锁(HP2PL)比较，HORTCC—SHP2PL明显地减少了实时事务错过截止期的比率，提高了事务的并发度，能更好的满足移动实时事务截止期的要求．     

面向煤矿工业以太网的混合调度方法仿真研究

煤矿监控信息的数据传输存在实时性要求多样和不对称的问题.针对目前煤矿工业以太网的冗余环型网络结构,提出在交换机中对不同类型的数据采用混合调度方法.在IEEE802.1p协议的非抢占式优先级调度方法的基础上,对于同等优先级的数据采用EDF调度方法;同时基于网络演算方法分析计算了煤矿工业以太环网中数据传输的最大端到端延时.理论计算分析和仿真试验的结果比较表明,提出的混合调度方法降低了实时数据的传输延时,保证了实时数据的优先传输,对煤矿安全生产有重要意义.     

On-Demand数据广播环境下实时有序查询处理

在On-Demand数据广播环境下,广播服务器基于用户发送的数据请求等信息进行调度决策来满足用户的数据访问需求。在很多实际应用中,用户的数据请求需要在一定时间段内得到满足,即数据请求是有截止期的。现有研究只考虑了具有截止期约束的单个数据请求的调度问题,而实时查询处理即用户以查询为单位依次发送多个数据请求的研究尚未得到足够的关注。本文重点研究了On-Demand数据广播环境下如何有效地处理实时有序查询这一问题。基于对该问题的分析,定义了一类新的调度问题ROBS并证明了ROBS的Off-Line版本是NP-Hard的;提出了一种新的考虑查询语义的On-Line调度算法OL-ROBS,该算法通过综合考虑数据请求个数、查询截止期和查询剩余数据请求个数来确定待广播数据项的优先级;为提高OL-ROBS的执行效率,设计了一种裁减算法,用以减少调度决策的搜索空间。模拟实验将OL-ROBS与目前最为有效的实时数据请求调度算法Sinθ-进行了比较,结果显示OL-ROBS具有更低的错过截止期比率。     

WSN中数据传输瓶颈问题解决方案研究

通过对常见的无线传感器网络(WSN)进行研究,分析了WSN中数据传输瓶颈节点形成的原因.为了解决瓶颈节点,结合数据压缩和数据融合技术以减少传向汇聚节点的数据量,在汇聚节点以上使用高速网络,当数据量超出汇聚节点的处理能力时,在汇聚节点采用根据兴趣或数据的优先级对数据进行选择性传输,给出了解决瓶颈节点的一般化方案.     

传感器网络中基于蚁群算法的实时查询处理

无线传感器网络因不同应用而被广泛部署于各种场合,通常被视为分布式数据库.可以通过向该类数据库发布查询请求来获取事件相关的响应信息.一些具有实时需求的应用对查询时延要求较高,而目前存在的查询算法通常不能很好地满足实时查询应用的需求.针对此类特定应用,提出了基于蚁群优化的实时查询处理算法,该算法采用基于事件重要性的分环存储策略和基于蚁群算法的分布式搜索机制,充分利用蚁群优化算法的自组织和正反馈等特征,综合提高查询处理算法的节能性、实时性及查询请求接受率,为分布式动态并行实时查询应用提供新的思路.执行过程仅需局     

移动实时嵌套事务的并发控制

在移动计算环境中，事务移动性和无线网络固有的缺陷使得传统分布式实时事务管理机制不足以支持移动实时事务的执行，故有必要为移动实时事务研究新的事务处理机制以提高其成功率．该文着重研究移动实时事务的并发控制机制．首先，该文给出了一个考虑事务定时限制以及移动性的嵌套事务模型．然后，为减少移动分布式环境中解决数据冲突的开销，该文研究了一种结合优先级夭折和优先级继承的基于封锁的并发控制协议PAI-2PL．当高优先级事务被低优先级事务阻塞时，对于相同家族事务，采用优先级继承方法解决冲突；而对于不同家族事务，则夭折重启低优先级事务．另外，为减少由于断接所引起的无效阻塞，PAI-2PL允许低优先级事务夭折处于断接状态的高优先级事务．通过性能测试，表明所提出的事务模型及并发控制机制能提高实时事务的成功率．     

基于区分服务的无线多媒体传感器网络QoS路由协议*

针对无线多媒体传感器网络数据量大且不同业务传输的QoS约束不同的特点,提出了一种数据融合的区分服务的QoS路由算法（DF-DSQR）。该算法在兴趣泛洪期间建立实时（RT）和尽力而为（BE）业务两类梯度,采用优先级排队模型对两类业务的传输进行分级处理,并采用数据融合转发机制,为RT业务和BE业务提供了保证QoS的路由路径。仿真结果表明,该算法既能保证实时业务低时延的要求,又能保证尽力而为业务的QoS要求,均衡了网络能耗,延长了网络生存期。     

IP网络的高速监视

分析了高速IP网络的特点，并针对典型的VPN(Vinual Private Network)协议(IPSec和PPTP)设计了基于Linux操作系统的IP网络高速监视器，该监视器能对高速IP网络中的VPN通信进行实时监视和实时干扰．试验结果表明该高速监视器能够处理800Mbp／s的流量，能够对VPN协议(IPsec、PPTP)进行实时阻断；从接收IP数据包→策略匹配→发现该数据包违规→发送干扰数据包耗时约为0．055ms；     

多媒体服务器混合磁盘调度策略

基于多媒体服务器的性能要求，提出了一种自适应的混合磁盘调度策略DRT-window．它既能满足实时请求对实时性的要求，根据实时请求的截止期动态选择窗口大小；又能在其松弛度内尽努力(best-effort)地服务非实时请求，从而减少非实时请求的响应时间。DRT-window采用了两级层次调度方案：第一层为不同类型的请求采用各自适合的调度策略；第二层为混合请求调度嚣，混合调度第一层中的不同类型的请求。通过性能比较和理论证明，表明此混合磁盘调度策略能在保证实时请求无抖动执行的同时，尽量地减少非实时请求的响应时间。     

数据广播调度自适应信道划分与分配方法

随着移动网络的不断发展,移动终端设备的计算能力与日俱增,越来越多的用户倾向于通过移动网络获取信息资源,这使得实时按需数据广播面临新的挑战：（1）数据内容和规模的多样化;（2）用户请求的实时性与需求多样性使得热点数据增加,直接导致广播数据总量的剧增;（3）用户对服务质量和水平的要求越来越高.当前的研究成果主要集中在固定信道模型和算法上,一定程度上忽略了当前数据广播调度环境的变化.固定信道存在如下问题：（1）局限于特定的网络,缺乏通用性;（2）信道大小、个数不能随着网络环境的变化而自动调整,降低了广播效率.基于以上考虑,对实时按需数据广播调度的自适应信道划分和分配进行研究,提出一种自适应信道划分与分配方法OCSM （optimized channel split method）,其根据数据请求特征的不同,实时自适应地调整信道个数和大小,从而提高系统敏感性、鲁棒性以及广播效率.该方法包括：（1）广播数据均衡聚类算法WASC （weight average and size clusteralgorithm）,其挖掘数据特征,为信道划分提供依据;（2）数据项广播优先级评定算法R×W/SL,其实时评定数据项调度优先级;（3）信道划分与分配算法CSA （channel split algorithm）.实验包括两个方面：（1）确定不同数据项大小和请求截止期分布下的信道划分策略,并分析聚类算法中聚类距离K在不同情况下的最佳取值以及最佳信道划分;（2）验证自适应信道划分与分配策略的有效性,并通过对比实验验证在不同情况下OCSM的有效性.实验结果表明：OCSM优于其他调度算法,并具有较强的自适应.     

基于视点的大规模点云数据实时预测调度策略

针对海量数据难以实时渲染的问题,提出基于视点的大规模点云数据实时预测调度策略——“5-5-5”动态调度策略。对整个三维点云进行“分区-子块化”处理,经过多分辨率压缩后保存到服务器端的数据库中。客户端根据视点的变化和菱形调度规则对子块数据进行内外存动态调度并实时绘制,同时向服务器发送传输新数据的请求。实验证明,该算法能有效解决漫游过程中的“抖动”现象,减少单次向服务器请求传输的数据量,实现漫游显示的连续性和平滑性。     

一个多处理器实时线程调度算法及其在MACH操作系统下的实现方法研究

在实时操作系统中，任务调度在处理器资源的管理中起着十分关键的作用。本文提出了一种基于线程的、动态的、非抢占的多处理器实时任务调度算法，该算法可以高效地在多处理器系统上同时进行周期性和非周期性实时线程的调度。本文还讨论了该算法在ＭＡＣＨ操作系统环境下的实现方法。     

双头镜像磁盘的实时调度算法及性能评价

本文对双头镜像磁盘系统模型进行实时扩展,并提出了三种实时调度算法：最早截止期优先算法（ＥＤＦ）,可满足的最早截止期优先算法（Ｆ－ＥＤＦ）和忽视超时限请求算法（ＩＧＭ－ＥＤＦ）．这三种算法充分考虑了Ｉ／Ｏ请求的截止期限,使双头镜像磁盘系统能更好地满足实时需求．在进行了性能模拟后,发现实时调度算法比非实时算法能更好地满足实时Ｉ／Ｏ请求的时限要求．三种实时调度算法中,适用于硬实时应用的ＩＧＭ－ＥＤＦ的性能最好,Ｆ－ＥＤＦ算法的性能次之,它适用于软实时环境．