多核处理器容错实时调度算法

针对系统故障模式下容错公平调度FT-FS(Fault Tolerate Fair Scheduler)算法存在拒绝任务次数较多和资源浪费等问题,文中在FT-FS算法的基础上融入了主/替代版本PA(Primary Alternate)容错策略,提出了新的公平调度算法PA-FTFS(Primary-Alternate and Fault Tolerant Fair Scheduling)。该算法能够在多核处理器系统中减少资源浪费的同时更好地减少拒绝任务的次数。利用MATLAB仿真软件对上述算法进行了仿真验证,实验结果表明在内核发生永久性故障后,采用比例替代任务策略的PA-FTFS算法相较于FT-FS算法拒绝任务的次数明显减少。通过数据分析表明,PA-FTFS算法相较于FT-FS算法在故障率和调度率上具有较大改进。

基于分数阶的电力调度网络发令多任务实时解耦控制方法

为了避免出现网络内部混乱导致发令执行时间延迟问题,提出基于分数阶的电力调度网络发令多任务实时解耦控制方法。构建分数阶多输入输出系统结构,将线性化拓展结果运用到输入输出解耦。考虑解耦后广义传递函数非对角线元素,得到解耦后广义传递函数矩阵。结合PID控制器,改善收敛速度,有效控制极小正值,构建多任务实时解耦控制器,实现多任务实时解耦控制。仿真实验结果表明,所提方法停电时间为1:40—3:00,送电时间为3:02,与真实时间一致,能够达到实时、精准控制发令多任务的目的。

SMCA:基于芯粒集成的存算一体加速器扩展框架

基于可变电阻式随机存取存储器(ReRAM)的存算一体芯片已经成为加速深度学习应用的一种高效解决方案。随着智能化应用的不断发展,规模越来越大的深度学习模型对处理平台的计算和存储资源提出了更高的要求。然而,由于ReRAM器件的非理想性,基于ReRAM的大规模计算芯片面临着低良率与低可靠性的严峻挑战。多芯粒集成的芯片架构通过将多个小芯粒封装到单个芯片中,提高了芯片良率、降低了芯片制造成本,已经成为芯片设计的主要发展趋势。然而,相比于单片式芯片数据的片上传输,芯粒间的昂贵通信成为多芯粒集成芯片的性能瓶颈,限制了集成芯片的算力扩展。因此,该文提出一种基于芯粒集成的存算一体加速器扩展框架—SMCA。该框架通过对深度学习计算任务的自适应划分和基于可满足性模理论(SMT)的自动化任务部署,在芯粒集成的深度学习加速器上生成高能效、低传输开销的工作负载调度方案,实现系统性能与能效的有效提升。实验结果表明,与现有策略相比,SMCA为深度学习任务在集成芯片上自动生成的调度优化方案可以降低35%的芯粒间通信能耗。

结合先验知识的多智能体博弈对抗研究

无实时奖励的复杂对抗环境是目前深度强化学习(DRL)领域的研究热点,面对此类环境,纯粹使用深度强化学习算法会导致智能体训练无法快速收敛以及对抗效果不佳等问题。基于此,本文提出了一种基于先验知识与深度强化学习相结合的智能博弈流程框架,设计了数据处理、增强机制以及动作决策3个模块,通过威胁评估、任务调度和损失比率3种增强机制来提升智能体在复杂对抗环境下的收敛速度和对抗效果。在数据堡垒(DC)平台上进行仿真,实验结果验证了本文所提出的智能博弈流程框架训练的智能体相较于单纯基于深度强化学习的智能体拥有更快的收敛速度以及更高的胜率。

面向车辆边缘计算的多目标任务卸载算法

为解决车联网动态环境下,计算和通信资源不足时的任务卸载问题,提出一种基于车辆边缘计算的多目标任务卸载算法。搭建车辆边缘计算中的通信模型和计算模型,考虑每个车辆应用的任务时延约束,设计了多目标优化目标函数,联合优化时延和能耗成本;引入交叉变异、非支配排序、拥挤度排序等技术,提出了多目标任务卸载算法。实验表明,相比于其他任务卸载算法,所提算法显著减少了处理任务的时间和能耗。

复杂真实环境下的调度电话转录算法研究

调度电话的应答是调度员日常工作的重要部分,也是事故回放审查的重要依据。为了提高事故分析及回放审查的效率,为调度指挥智能化打下基础,提出一种基于注意力机制及连接时序分类联合训练的调度电话转录算法,旨在提高复杂现实环境中调度电话的转录精确率及稳定性。通过在公开数据上添加调度大厅噪音来模拟现场环境,从而测试不同信噪比条件下算法的转录性能。在0 dB、1 dB、5 dB、10 dB的信噪比条件下测试转录错字率,结果分别是17.37%,16.48%,12.46%和9.69%,证明算法在强噪声环境下依旧能够保持稳定。算法包含半监督训练,实验表明,在小规模数据上,半监督训练相较于有监督训练可保证1%~2%的错字率降低。最后,算法在调度电话数据集上进行测试,并取得87.39%的关键字转录正确率。

基于NSGA-Ⅱ的车载光学测量设备任务调度方案优化

针对车载光学测量设备任务调度方案优化问题,提出了一种基于非支配排序的遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)的多目标遗传算法。首先,建立了包含约束、优化指标在内的观测任务调度问题的数学模型。其中,针对多优化指标进行巧妙处理,将某些不作为最优指标的优化指标作为指标约束进行处理。其次,基于NSGA-Ⅱ中的快速非优超排序方法计算多目标适应度函数与选择算子,多目标优化求解得到的Pareto最优解集即为任务调度方案集。最后,通过仿真算例对所提算法进行了求解验证。仿真结果表明,该算法能够有效解决任务调度方案优化问题,为车载光学测量设备的工程实践提供了一定的参考。

基于语音识别技术的配电网多任务协调优化调度

针对多任务调度受到不稳定耦合影响,造成数据不完全拟合,从而影响调度效果的问题,提出了基于语音识别技术的配电网多任务协调优化调度方法。根据不同任务间的类别映射关系,计算配电网多任务协调概率,确定多任务适合的调度语音场景。根据该场景设计基于语音识别的调度控制流程。结合禁忌搜索算法获取最优位置数据,避免出现不稳态解耦情况。构建PID控制器,通过导数定义迭代步骤,协调调度步长。通过设计语音识别智能控制平台,引入极小正值,实现配电网多任务协调优化调度。由实验结果可知,该调度技术数据拟合曲线与标准拟合曲线吻合,且送电时间与实际控制时间的偏差仅为2 min,调度效果精准。

基于贝叶斯离散优化的电力调度网络发令多任务优先级解耦方法

电网输电线路的负荷率和利用率的不断加重,为电力系统运行调度增加了难度。为了合理规划调度任务,保证电网运行安全,研究基于贝叶斯离散优化的电力调度网络发令多任务优先级解耦方法。建立电力调度模型,设定调度优化目标和约束条件;基于贝叶斯离散优化预测电力负荷,为任务优先级判定提供依据;通过分块解耦动态仿真电力系统,将复杂外部系统转换为简单等值系统;通过电力调度多任务优先级解耦,划分优先级,接收操作令,完成电力调度的解耦。经实验论证分析,所提模型得到的解耦前后的仿真曲线较为吻合,仿真结果可以真实准确地反映电力系统的动态行为,对过载线路有功功率的调节效果明显,越限问题得到了很大程度的改善。

基于模拟退火机制的移动边缘云计算任务卸载

缓存任务过多容易导致云环境下数据传输卡顿,因此,为实现云数据的流畅传输,提出基于模拟退火机制的移动边缘云计算任务卸载模型。根据边缘云计算的定义表达式,计算任务缓存指标,完成移动边缘云计算队列的构建。以模拟退火机制为基础,确定云负载调度标准的执行条件,联合数据库主机中缓存的信息参量,求解优化卸载参数,完成基于模拟退火机制的移动边缘云计算任务卸载模型的设计。实验结果表明,所提方法可以有效解决云任务堆积的问题,将单位时间内的缓存任务量控制在550个以下,可以提升云数据传输流畅性。

云计算中基于差分进化算法的任务调度研究

如何充分利用云中资源对任务进行高效调度,是云计算中的重要问题。提出一种基于差分进化的多策略变异差分进化任务调度算法。该算法在标准差分进化算法的基础上加入了基于正态分布的分类和多种变异策略,变异策略中差异向量个体采用基于个体相似度的轮盘赌选择,改善了标准差分算法收敛速度慢和易陷入局部最优的缺点,可有效求解组合优化问题。在仿真平台CloudSim上进行模拟测试,结果表明该算法能得到较短的任务总完成时间,提高了资源利用率。

迁移工作流系统中停靠站服务器的设计与实现

在基于移动计算范型的迁移工作流系统犤1犦中,停靠站服务器是连接内部工作机与外部节点的桥梁。该文首先给出了停靠站服务器的基本结构及对应的功能,重点讨论了基于串并行子任务下的任务派遣机制,然后给出了迁移实例的排序实验。实验表明,停靠站服务器模型结构清晰合理,运行可靠,基于J2EE规范保证了系统能与其他基于Java环境的移动agent系统进行集成。

自动检票系统设计及其实现

概述国内外自动检票系统的发展现状,提出按地区中心计算机系统—车站计算机系统—自动检票机三层体系结构构建中国铁路的自动检票系统,论述各子系统的功能划分和软件模块的构成与设计。提出:采用纸质磁卡票作为单程票,非接触IC卡票作为储值票;采用对称和非对称加密方法实现设备间的身份认证和通信数据的加密,以保证自动检票机与车站服务器之间通信的安全;采用嵌入式实时操作系统来保证自动检票机的实时性和可靠性;采用基于优先级的抢占式任务调度方式处理自动检票机软件各任务间的关系,检票交易数据的处理时机与数据量因子和时间间隔因子相关。

一种新型嵌入式实时操作系统的移植研究

针对嵌入式实时操作系统TOPPERS/ASP的移植比较复杂的问题,研究移植流程,给出移植所必须完成的工作和关键步骤,以飞思卡尔MCF56F8367微控制器为例,实现其在新处理器架构中的移植。经实验验证,移植完善、正确,可解决TOPPERS/ASP在非GNU开发环境下进行全新移植的问题,为在其他处理器架构和开发环境下进行相应移植提供参考。

嵌入式实时操作系统核心的设计与实现

针对广泛使用的基于8051核的MCU,给出一个嵌入式实时操作系统核心的设计方案。具体阐述了时间片、任务调度、信号量和中断处理的实现。

Delaunay三角剖分并行算法研究及实现

本文通过对 Delaunay三角剖分的特性和并行性进行分析 ,提出了一种基于网格的 Delaunay三角剖分并行算法 .该算法解决了四点共圆的不唯一性及并行处理边界的任意性问题 ,在任务分配上较好地保证了负载的均衡 ,并在分布式环境中成功地实现该算法 。

基于层次化的网格资源三层调度模型

在分析现有的资源调度方案及模型的基础上,提出了基于层次化的网格资源三层调度模型,它由主调度器、次级调度器和计算节点组成。主调度器根据任务的性质和需求,并参考下层次级调度器的执行情况,将部分任务分发到各次级调度器上,实现了主调度器与次级调度器之间的并行工作。基于该模型提出轮循任务分发策略。通过分析和模拟,该资源调度模型及任务分发策略在调度性能上明显优于集中式调度方案。

RTX技术在半实物仿真中的应用及开发

研究半实物仿真中的实时性的实现问题。针对以往采用的上下位机来实现半实物仿真的实时性说带来的复杂性问题,引入正在逐步应用的RTX(Real-Time Extension)实时技术,以达到降低系统复杂度和成本,提高实时系统的开发效率和灵活性的目的。探讨在半实物仿真中开发的要点,给出了一种通用的开发模式和流程,设计了共享内存及任务调度的编写算法。基于LabWindows/CVI开发半实物仿真的上位机,利用RTX技术实现非实时程序进程与实时程序进程之间的协同仿真。实验结果表明,该实时技术是可靠的、稳定的,提高了半实物仿真的控制精度,同时降低了半实物仿真测控系统的复杂度。

基于任务派工的船舶生产管控模式及应用研究

为了实现船舶企业现代造船生产任务精细化控制管理,针对我国船舶企业任务派工存在的问题,提出基于任务派工的生产管理控制模式,分析了任务派工的集成模型,详细设计了标准化的任务包和派工单,详述了任务派工流程。开发了任务派工管理系统,并在某船舶企业实际应用中获得良好的效果,为船舶企业生产管理精细化控制提供了参考。

一种支持微计算机应用系统实时性的多任务调度模块

结合１６位单片机组成的应用系统，介绍一种实时多任务调度模块的设计方法，详述了任务的划分、调度策略、中断管理及调度模块的实现过程。这种按时间片轮转的“伪并发”处理方式能有力地支持微计算机应用系统的实时性。