分布式实时系统的容错调度算法

提出了两种分布式实时容错调度算法 :副版本后调度算法 (BKCL )及无容错需求后调度算法 (NFRL ) ,并研究了算法的时间复杂度 .这两种容错调度算法能同时调度具有容错需求的实时任务和无容错需求的实时任务 .BKCL和 NFRL所产生的调度可保证 :在分布式系统中一个节点机失效的情况下 ,具有容错需求的实时任务仍然可在截止时间内完成 .在描述了两个实时容错调度算法之后 ,分别证明了这两个算法的容错调度正确性 .接着 ,阐述了算法性能模拟方法并对 BKCL和 NFRL算法的性能进行了分析 .实验结果表明 ,两种算法在不同的负载情况下具有不同的优势 .当无容错需求的实时任务的个数远大于具有容错需求的实时任务的个数时 ,NFRL 的性能要比 BKCL的优越 ;当无容错需求的实时任务的个数远小于具有容错需求的实时任务的个数时 ,NFRL的性能比BKCL

分布式实时系统中的预测调度算法

对于分布式实时系统中的周期性任务 ,人们提出了一系列静态分配调度算法 ,有效地解决了各种特定条件下的任务分配和调度问题 .这些算法的主要特点是 ,它们均要求被调度任务的特征参数为已知条件 .然而在很多实时系统中 ,周期性任务的运行时间或任务数量常常是一些具有一定规律的随机过程 ,因而上述静态算法的效能将受到限制 .在分析了特定应用背景中的处理流程之后 ,抽象得到两类随机任务模型 ,针对这两类模型介绍了在分布式实时系统中已经得到应用的静态分配调度算法 SAA(static allocation algorithms) ,进而提出了多任务分配调度的预测算法 PAA(predicting allocation algorithm) .它根据周期性任务执行时间或子任务数量的统计特性 ,实现任务参量的合理预测和多任务的动态调度 ,以提高系统的实时性能 .仿真结果表明 ,对于两类任务模型 ,PAA算法与 SAA算法相比 ,在任务完成时间、负载均衡度、系统响应时间及任务夭折率等多方面均有显著改善 .

基于对象的分布式实时系统调度模型研究

为了解决分布式实时系统有关分配和调度等问题 ,给出并用形式化方法描述了一种基于对象分布式实时系统调度的通用模型 .该模型包括表示时限的绝对时间约束、表示周期属性的周期约束、表示各种前趋关系和同步要求的相对时间约束以及保证资源使用一致性的一致性约束 .此外该模型克服了以往模型不能在应用系统的逻辑和功能部件上描述系统实时约束的不足 ,允许从方法和活动上描述所需的约束 ,降低了单一约束描述的繁杂程度 .为了能够使用现有调度算法进行任务调度 ,讨论了约束转换的问题 ,给出了高层约束到底层约束的转换规则和相应的转换算法 .

基于CANbus的分布式实时系统仿真平台

分布式实时系统的理论分析沿用了实时任务调度理论中的结果,但在分布式实时系统中,为了满足系统中事务的实时性要求,不仅要合理分配每个结点中的任务的优先级,而且还要考虑网络数据帧的优先级。在对分布式实时系统进行研究中,软件的模拟忽略了实际中的不确定性,因此有局限性。本文着重介绍基于CAN总线的分布式实时系统仿真平台,包括其硬件和软件,并且介绍了一个利用此仿真平台所作的关于节点之间时钟差异的仿真实例。

基于对象分布式实时系统约束的一致性研究

在分布式实时系统中,时间约束规格的一致性是解决任务分配和调度等关键问题的必要前提。该文给出了一种基于对象分布式实时系统调度的通用模型,并对该模型进行了形式化描述。该模型克服了以往模型不能在应用系统的逻辑和功能部件上描述系统实时约束的不足,允许从方法和活动上描述所需的约束,降低了单一约束描述的繁杂程度。为了解决使用该模型进行约束规格的一致性问题,该文给出了绝对时间约束、相对时间约束、一致性约束以及相对时间约束和一致性约束之间的一致性判定的必要条件。

分布式实时系统的集中式相对时钟同步方法

提出了集中式相对时钟同步方法,采用客户机/服务器模式,使用服务器的CPU时钟作为整个系统的全局时钟,时钟服务器周期性地轮换向各客户机发送时钟同步请求,克服了以往同步算法由于网络竞争引起附加延迟而造成的不精确的缺点,同时可以获得比物理时钟更高精度的时钟同步.测试结果表明:时钟同步进程周期在10 s以内时,同步后客户机的时间与服务器同步源的时间的偏离值一般在±5μs以内.集中式相对时钟同步方法具有精度高、安全可靠、成本低三大优点.

一种分布式实时系统软件体系结构

针对分布式实时系统的软件体系结构进行了深入研究 ,试图为应用开发者提供一个开发分布式实时系统的通用框架 .首先提出由事件总线和数据访问总线组成具有开放结构的分布式实时系统的参考模型 ;然后详细讨论了事件总线和数据访问总线的组成成分、工作原理和工作过程 ;最后 ,研究了支持平台的单一映象编程模型、实时 Qo S的支持、提供主动服务机制、灵活开放的系统结构等技术特点 .

分布式实时系统中动态负载共享新策略

提出了一个在实时分布式系统中有失败结点情况下容错的、动态的、带区域状态变化信息广播的负载共享算法。如果结点 n自从最后一次收到结点i的广播信息以后T(i)out还没有收到结点i的广播信息，就认为结点i 失败，然后调整各正常的结点的优先列表，以保证每个结点被一个也只能是一个结点选作自己的第k个优先结点，以减少任务的失败率。该文主要确定最佳的超时值及时检测一个结点的失败；调整结点的优先列表以处理结点的失败。

分布式实时系统体系结构描述语言的设计及其应用实例研究

为了完成基于软件体系结构(SoftwareArchitecture,SA)分布式实时系统的测试,需要设计一种体系结构描述语言(ArchitectureDescriptionLanguage,ADL)描述被测系统,以便自动产生测试用例.在考察现有的体系结构描述语言(Architec-tureDescriptionLanguage,ADL)的基础上,分析了现存ADL的不足,提出了一种新的分布式实时系统体系结构描述语言(Dis-tributedReal-TimeSystemArchitectureDescriptionLanguage,DRTSADL),研究了该语言的语法和操作语义.结合一个分布式实时前端系统实例描述,说明了DRTSADL的应用.与现存ADL相比,新的ADL对分布式实时系统有较强的描述能力.

分布式实时系统任务与消息综合调度算法研究

分布式实时系统作为一种典型的实时系统应用受到了关注,目前提出了许多分布式实时系统的调度策略。但是,绝大多数策略往往忽略了全局任务调度时的消息调度。本文提出一种综合任务调度和消息调度的算法,提供了一种实时系统调度的新思路。

TFSP:一种分布式实时系统的形式化描述工具

分布式实时系统在宇航、核反应、军事和工业等部门应用极为广泛,这些领域对系统本身的安全性和可靠性要求极高,因此如何开发出正确的分布式实时应用系统是一个关键问题.为了对分布式实时系统进行建模,我们提出了TFSP(Timed Finite State Processes),即时间有限状态进程.TFSP扩展了Magee等人提出的FSP(Finite State Processes)[1].

异构分布式实时系统的容错优化调度算法

针对分布式实时系统,在分析了单处理调度算法的基础上,结合版本复制技术和首次适应方法,给出了一种容错调度算法。分析了算法的可调度性,给出任务的可调度性条件。在满足任务容错可调度的情况下,以提高处理器的利用率为目标,对基版本时限进行了优化,给出了基版本优化时限的求取算法。仿真结果表明,本文算法将可以得到比FTEDFFF和FTRMFF更高的处理器利用率。

分布式实时系统的组资格成员算法

从满足分布实时系统容错要求的角度出发 ,基于 TDM广播网 ,提出了分布式实时系统中的一个处理机组资格成员算法 ;只要系统中故障处理机数目不超过半数 ,该算法就能在其发生周期之后最多不到 2个周期的时间内检测出系统中的处理机故障 ,并维持一个正确的处理机状态视图 ;对算法的正确性给予了证明 .

分布式实时系统任务调度算法的设计和实现

针对分布式实时任务中容易引起的任务分配不合理及系统负载不平衡的情况,根据分布式实时任务多机执行的特点及分布式实时系统在同一结点上有多任务执行,提出了两级分布式系统结构下实时任务的调度策略:任务分配和任务调度。实验表明,在任务分配阶段提出的算法可以更合理地平衡任务,在任务调度阶段采用的调度算法能够更好地完成任务的执行。

分布式实时系统中任务调度问题的研究

One way of increasing the computational speed is by using multiple computers operating together on a sin-gle problem. The overall problem is split into parts, each of which is performed by a separate processor in parallel.Writing programs for this form of computation is known as parallel programming. Equipped by electrical power moni-toring system of Shanghai Hongqiao international airport, this report clarifies the methods of parallel processing.

分布式实时系统的容错调度算法

现有的分布式实时系统的容错调度算法要求系统中所有任务的周期相同且等于其时限 ,而实际中任务的周期常常是互不相同的 .将任务分配算法与单处理器的调度算法相结合 ,提出基于基版本 /副版本技术和非抢占式EDF算法的容错调度算法 ,给出了基版本 /副版本任务时限的设置方法 ,并对任务集的可调度性进行了分析 。

分布式实时系统的低能耗资源分配方法研究

针对基于动态电压调整技术的调度算法在任务切换时大幅度的频率调整给系统带来较多的额外能耗这一问题,提出了一种均匀化任务利用率的启发式资源分配方法。该方法选用时间Petri网对分布式实时系统建模,并根据时间Petri网状态空间的变化规律,简化系统状态空间的生成过程,提高了资源分配算法的实现效率。实验表明,上述方法能够降低目标系统频率调整带来的系统能耗开销。

分布式实时系统结构研究

首先介绍了分布式实时系统的应用背景,论述了两种传统的分布式实时系统的体系结构, 重点研究了两种新型结构的特征。抽象出了分布式实时系统的特征,并提出了一个层次结构模型,该模型详细定义了每一层的功能,具有通用性和灵活性。

分布式实时系统的通信中间件设计与实现

面向汽车电子的分布式实时系统通信中间件,须处理大量周期通信或非周期通信事件,并对时间有着严格的限制,不能有效进行通信时刻控制。为此,参考AUTOSAR规范,从实时性保证与柔性配置管理角度出发,提出一种分布式实时应用的通信中间件。该通信中间件具有可重用性、可裁减性和可配置性,可应用于多种操作系统及硬件平台。通过通信中间件的运行示例分析,验证了该通信中间件的可行性。

分布式实时系统结构的研究

本文首先介绍了分布式实时系统的应用背景 ,论述了两种传统的分布式实时系统的体系结构 ,重点研究了两种新型结构特征 ,目前采用这种新结构的实时系统还不多 。