面向任务协同的异构多核嵌入式系统实时调度方法

以往的异构多核嵌入式系统实时调度方法由于仅设置了系统实时调度模型的单项参数,导致系统调度时间过长。本文设计了面向任务协同的异构多核嵌入式系统实时调度方法。面向任务协同构建嵌入式系统实时调度模型,计算系统任务节点的传输情况,构建系统实时调度的数学模型,对构建的实时调度模型中的任务数据信息进行汇集,并进行自适应分析处理,以此为基础,设置实时调度模型的时间均衡控制参数和安全性系数,从而实现嵌入式系统的实时调度。通过上述设计,完成对异构多核嵌入式系统实时调度方法的设计。在仿真实验中,与以往的异构多核嵌入式系统实时调度方法相比,本文设计的面向任务协同的异构多核嵌入式系统实时调度方法的调度时间最长仅为5 s,调度时间更短。

云际分布记账模型、机理与关键技术展望

云际计算是支持公有云、私有云、边缘云和微云等异源异质云服务以自主对等方式纵横协作共赢的新型计算模式,可为独立云服务实体间行为交互、信任构建和贡献度量等提供防篡改、可追溯能力支持,进而最大限度削弱阻碍不同利益攸关者协作的不确定性因素.提升云际协作意愿和效率需要基于何种机理进行何种机制创新,是云际计算成长演化中需要进一步阐述的新问题.本文首先以基于“数字空间证据”构建或增强信任关系为设计原则,提出了基于区块链的云际分布记账软件定义模型,并系统阐述了分布记账支撑云际服务独立性、可审计性以及释放云际协作潜能的内在机理;其次,面向云际复杂交互行为,深化并固化了云际分布记账运行逻辑流程及关键环节的设计,避免其在错综复杂要素综合作用下呈现不确定冲突和矛盾;再次,针对数据要素流通及复杂异步交互场景,细化并优化了云际分布记账合约逻辑模型;最后,论述了以分布共识、智能合约等为代表的云际分布记账核心技术及相应指标的现状,并对关键技术的目标属性体系、前瞻性挑战等进行了展望.

基于云平台和Linux的虚拟FTP服务器搭建方法研究

重要事件的复盘分析工作需要以该过程中的关键数据作为支撑,为了解决利用移动载体、文件共享等方式进行数据传递复杂繁琐且存在安全风险的问题,利用数据中心云平台搭建了基于Linux操作系统的虚拟FTP服务器。依托云平台进行了创建虚拟机实例、安装Linux系统和配置FTP服务等过程,并在实验室环境下对搭建的虚拟FTP服务器进行了用户权限和文件传输功能测试,结果表明,该FTP服务器能够实现对用户的差异化赋权,文件上传和下载速率分别能够达到71.31 MB/s和44.64 MB/s,满足了复盘分析工作的实际需求,达到了预期的设计目标。

基于互斥量的MbedOS调度机制剖析

为了能清晰理解互斥量对共享资源的独占访问原理与机制,在简要分析实时操作系统的互斥量的含义、应用场合、调度机制以及关键要素作用的基础上,对mbedOS互斥量调度机制进行了理论剖析。以KL36芯片为例对mbedOS的互斥量进行了实践,基于时序图采用printf方法直观地输出了线程响应互斥量的调度过程信息,并对互斥量调度机制的实时性能进行分析。通过对互斥量调度机制的剖析,有助于进一步分析mbedOS的其他同步与通信方式,也可为深入理解其他实时操作系统的同步与通信手段提供参考借鉴。

内存高效的持久性分布式文件系统客户端缓存DFS-Cache

为了在数据密集型工作流下有效降低缓存碎片整理开销并提高缓存命中率,提出一种持久性分布式文件系统客户端缓存DFS-Cache(Distributed File System Cache)。DFS-Cache基于非易失性内存(NVM)设计实现,能够保证数据的持久性和崩溃一致性,并大幅减少冷启动时间。DFS-Cache包括基于虚拟内存重映射的缓存碎片整理机制和基于生存时间(TTL)的缓存空间管理策略。前者基于NVM可被内存控制器直接寻址的特性,动态修改虚拟地址和物理地址之间的映射关系,实现零拷贝的内存碎片整理;后者是一种冷热分离的分组管理策略,借助重映射的缓存碎片整理机制,提升缓存空间的管理效率。实验采用真实的Intel傲腾持久性内存设备,对比商用的分布式文件系统MooseFS和GlusterFS,采用Fio和Filebench等标准测试程序,DFS-Cache最高能提升5.73倍和1.89倍的系统吞吐量。

基于D1-H应用处理器的RT-Thread驻留方法

针对实时操作系统复杂性内核导致嵌入式应用程序编译速度慢、可复用性差的问题,提出基于通用嵌入式计算机架构(GEC)的RT-Thread实时操作系统驻留方法。在合理划分存储空间的基础上,通过对中断服务例程进行共享,为用户提供底层驱动与软件应用层的函数调用服务。最后以D1-H应用处理器为例进行RT-Thread驻留测试。实践结果表明,该驻留方法实现了系统内核与应用程序的物理隔离,编译时间更短,开发效率更高,为嵌入式程序开发的时效性、便捷性和简易性提供了应用基础。

多核处理器中混合关键级任务可调度及半分区划分算法

当前,多数多处理机中混合关键级任务可调度性分析以及半分区调度算法均针对单核利用率展开研究。但由于多核系统任务调度复杂性较高,现有研究结果存在各处理器负载不均衡以及任务可调度性不理想等问题。针对该问题,文中将动态需求边界函数(Dynamic Demand Boundary Function,DDBF)的应用范围扩展至多核处理器系统。根据半分区划分调度算法对DDBF改进,并加入了结转作业和前接作业分析提出了SDDBF(Super Dynamic Demand Boundary Function),可更精确地计算与利用资源。文中基于SDDBF提出了SDA(Stepper Dispatch Algorithm)可调度性分析法与半分区划分算法MCWF(Mixed-Criticality Worist First)。仿真结果表明,相较于AMC(Adaptive Mixed Criticality)、AMC-max以及XU算法,SDA可调度性分析判定提升了5%~10%,相较于WF_MY(Worst First_My)、WF_NEW(Worst First_New)算法,MCWF可使系统在任意关键等级下的CPU(Central Processing Unit)负载具有更良好的均衡性能。

FreeRTOS在SPARC V8处理器上的移植

FreeRTOS是一款免费的嵌入式操作系统,具有源代码公开、配置要求低、运行效率高、功能全面的特点,而基于SPARC V8架构的处理器被广泛应用于卫星遥测、遥控、姿轨控和自主管理等航天领域中。使用嵌入式操作系统可以提高SPARC V8星载应用程序的应用范围和可靠性,但目前SPARC V8架构国内尚未有FreeRTOS成功的移植案例。本文基于SPARC V8架构处理器,结合SPARC V8窗口机制的特点进行了FreeRTOS在此平台上的移植和调试工作。测试结果表明,FreeRTOS各项基本功能运行正常,可用于SPARC V8架构下星载应用程序的开发工作。

面向实时操作系统μC/OS-II的两级优先调度算法

C/OS-II采用抢占式优先级调度算法,根据任务的重要程度分配不同的优先级,以确保系统的实时性。但μC/OSII不允许多个任务具有相同优先级,不仅限制了并发任务的数量和灵活性,而且在某些情况下会增加系统的复杂度,甚至可能给系统的运行造成安全隐患。本文通过改进μC/OS-II的优先级位图结构与调度算法,为μC/OS-II扩展了2级优先调度机制。改进后的系统允许用户为多个任务赋予相同的优先级,同一优先级下的任务按照二级优先级进行调度,且可以根据实际需要灵活选择二级调度策略。实验表明,该算法可有效提高μC/OS-II的并发能力和资源利用率,同时保持较低的系统开销和响应时间。

信息网络安全监察专业Linux操作系统课程实践教学研究——评《Linux系统安全:纵深防御、安全扫描与入侵检测》

当今社会,信息技术飞速发展,网络已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。然而,网络安全问题也随之而来,给人们造成巨大损失。为应对网络安全问题,培养专业的信息网络安全人才已成为当务之急,信息网络安全监察专业逐渐成为高校计算机科学与技术领域中的重要方向。Linux操作系统作为开源软件和服务器领域的佼佼者,在信息网络安全领域具有广泛应用。因此,针对信息网络安全监察专业开展Linux操作系统课程实践教学具有重要意义。

基于申威NMII的锁死故障监测与诊断

国产申威处理器的不可屏蔽核间中断(NMII)具有必须由某一核心主动发起的特性,导致目前无法适用Linux通用的锁死故障监测算法,严重情况下将影响关键领域的数据处理。针对该问题设计适用于申威架构的锁死故障监测与诊断系统。采用链式结构发送NMII请求,结合定时器事件和内核线程进行锁死时间戳检查,实现系统内单核心的软锁死与硬锁死监测;基于故障容错机制,采用主从式结构监测所有核心状态,当主核心发生故障时,执行容错措施并迁移主核心,实现系统内多核心故障的锁死监测;设计基于NMII的任务模型,实现锁死故障核心的诊断信息输出并扩展NMII应用场景。测试结果表明,所提算法在低与高故障风险下均可实现锁死故障的准确检出并作出实时诊断,满足申威平台锁死故障监测与诊断的可靠性与实时性要求。

面向非易失性内存的高性能计算并行优化研究

针对非易失性内存在高性能计算运行过程中存在的内存分配不均匀问题,研究非易失性内存的高性能计算并行优化方法。结合新型高速网络RDMA和非易失性存储设备,提出分布式非易失性内存新型存储结构,加入一致性模块和本地非易失性内存管理模块,同时加强本地非易失性内存的管理;通过SPL框架进行分布式并行计算,经过数据预加载后,使用分布式独立内存分配算法优化多任务多线程的并行计算过程。实验结果表明:该方法能够使非易失性内存的数据保持一致,增强读写性能,提升工作效率;对于并行多线程任务的内存分配具有更好的扩展性,增强系统并行运算能力,同时适用性广泛。

虚拟桌面与零客户端在实验室管理中的研究应用——VMware Horizon View与Dell Wyse Zero Client的融合研究

我校计算机实验室至今仍在使用2006年开发的机房计费管理系统,此系统的刷卡终端安装于实验室外,常年运行在恶劣的户外环境中,因此故障频发,无法长时间正常运行。面对上述问题,我校教学环境部利用当前已趋于成熟的虚拟桌面技术,让机房计费管理系统的刷卡终端能够稳定地运行在恶劣的户外环境中,并且能够便利地对其进行管理和维护。

基于C#平台实现新能源端子压接方案计算系统的开发与设计

目前行业内对新能源汽车线束端子压接高度均是通过试验、验证的方法进行确定,未涉及一种端子压接方案前期策划系统,此系统可以在生产开工前快速、准确地计算出端子的压接方案,助力生产过程顺利推进。文章主要针对新能源汽车端子压接高度计算方法进行研究,介绍了新能源汽车线束端子压接高度理论计算方法、数据库创建、用户界面以及计算系统的设计与实现,并且经过理论计算与实践对比验证,两者结论相同,对线束端子压接策划方案提供科学的参考和指导。

将工程认证与双创理念融入Linux操作系统课程的改革实践

针对工程认证和创新创业教育的需求,将工程认证和双创理念融入Linux操作系统课程教学,设计了相应的课程目标和教学内容,并提出了课程改进优化策略。通过对课程目标达成度的分析,发现学生通过本课程的学习达到了预期的学习效果,掌握了完整的Linux操作系统知识,具备了专业知识综合运用能力和工程实践创新能力。

基于虚拟仪器的曳引式电梯节能效果检测方法

为提高曳引式电梯的节能检测能力,文中提出一种基于虚拟仪器的曳引式电梯的节能效果检测方法。构建曳引式电梯的节能参数解析模型,结合非正弦激励损耗分析方法,得到感应电动机驱动曳引式电梯的能量分布关系。根据能量分布关系分析曳引式电梯的节能参数与剩余损耗算式之间的函数关系,采用简化静态Preisach模型推导出曳引式电梯的节能效果的偏置小磁滞参数。考虑偏置小磁滞融合参数,通过检测相电流峰值点获得曳引式电梯的功率损耗和电能增益参数,采用Energetic磁滞模型,得到交流曳引式电梯的电动机转矩信息参数,根据参数估计结果,实现对曳引式电梯的节能效果检测。实验结果表明,采用本文方法进行曳引式电梯节能效果检测的可靠性和检测性能较好,提高了曳引式电梯节能效果的可视化交互和管理能力。

基于FreeRTOS系统的协作式机器人设计

本文设计一款基于FreeRTOS系统的视觉协作式机器人.该机器人使用STM32F103ZET6作为本体MCU,实现机器人的运动姿态控制、视觉无线图传和使用语音、按键等人机交互等功能,并依托增量式PID算法,保证不同环境下机器人的运动稳定性.此外,设计独立遥控端,使用STM32F103C8T6作为遥控端MCU,可通过摇杆、体感等方式对机器人进行远程控制.本次设计旨在解决不同环境下对协作式机器人系统的实时性和交互性要求问题,并利用FreeRTOS实时操作系统将应用程序划分为各个不同优先级的任务,以MCU中不同任务分配内存、堆栈等占用最小资源为前提,实现机器人在不同环境下多线程任务同时执行的目的.

基于轮换制度的低成本加压灌溉网络系统研究

本文给出了简单的公式和相关变量,以方便地评估旋转计划下网络中的相对流量减少。流量减少取决于供应的出口数量和打开这些出口的概率。将所提出的方程应用于不同的网络,所得结果准确,平均误差仅为5%。结果表明,相对成本降低和相对流量降低之间的比率平均值为0.50。该比率可用于根据计算出的相对流量粗略估算成本降低。通过在用于确定管道尺寸的流量基础上增加一个出口流量,提高了旋转计划下管网的灵活性。

智慧教室多屏互动交互策略研究——以中国矿业大学为例

基于多屏的互动与协助是人机交互的核心部分,文章在研究多屏技术发展现状的基础上,以中国矿业大学智慧教室建设为例,对多屏互动交互策略进行了研究,构建了一个操作简单、交互性强、可共享的多屏互动的智慧化学习环境。通过对师生使用多屏互动智慧教室的效能调查研究,初步表明多屏互动智慧教室得到了广大师生的认可,对于提升教学、学习效果有着积极的推动作用。

网络技术应用于空调监控系统的设计与实现研究

信息化、网络化时代的当下,网络技术的应用已成为各行各业发展壮大、提高效率的重要手段。特定环境下的温度和湿度控制对网络技术的应用有重要影响,如计算机房、科研实验室等,其对环境温湿度有着严格要求。空调监控系统作为该环境下温湿度调控的关键设施,其功能是否完善、运行是否稳定,直接关系到整体网络环境的稳定性和效率。基于此,对网络技术应用于空调监控系统的设计与实现进行了研究,以期为相关研究者和从业者提供参考。