多核平台两级抢占式固定优先级DAG递归调度

为提高应用程序调度实时性,提高程序调度应用价值,采用有向无环图(DAG)建立多核平台上的并行和递归任务的集合,获得具有优先级约束(即有向边)的子任务(即节点),并保证在某个指定的截止日期之前完成其所有子任务的执行.每个任务都可能生成无限数量的实例,其中连续实例的发布被一些最小到达时间隔开.同时,DAG任务的每个子任务被分配一个固定优先级,提出一种两级抢占式全局固定优先级调度(GFP)策略:任务级调度器首先确定最高优先级就绪任务,然后,子任务级调度器选择其最高优先级子任务来执行.然后,为所提两级GFP调度器推导出一个可调度性测试,如果满足该测试则保证所有任务在GFP下满足其最后期限.最后,通过实验分析,验证了所提算法在接受率指标上的性能优势。

优先级调度在交换式工业以太网中的应用研究

针对交换式以太网用于工业实时通信时不能确保数据按时送达问题,在通信站点和交换机端引入IEEE802.1p优先级服务机制,通过设置实时优先级字段来区分其不同的紧急程度的实时数据帧,并采用非抢占式固定优先级调度算法改善实时数据帧的传输时延.通过将调度分析法和网络演算法相结合,提出了一种混合的实时数据帧传输时延上界计算方法.比较研究表明该方法得到的结果比网络演算法更准确.

基于关键链的非抢占式多项目调度多属性优化

针对多项目调度中难以实现动态调度和高效调度的问题,从多项目调度整体效用最大化角度,提出基于关键链的非抢占式多项目调度操作模式,构建多项目调度模型.利用正态云模型中云滴的随机性与稳定性的特征改进遗传算法中交叉算子与变异算子的设置方式,并对模型进行数据模拟和算例分析.结果表明,采用非抢占式操作模式,不仅可实现多项目调度的整体效用最大化,而且可实现多项目调度的帕累托改善并提高资源的利用率.

非抢占式实时容错调度

面向嵌入式实时系统中,任务非抢占式实时容错调度问题,得出了任务能够容忍一次故障的条件,以及能够容忍的故障间隔条件;其次,为了减少任务的等待时间,分别在EDF、RM算法中增加了任务可重复次数的判断条件,在相同等待时间或最终期限下,可重复次数少的任务具有较高的优先级。仿真结果显示,基于RM改进的容错算法NP-PBOR-FT性能较好,平均任务失效率比NP-EDF-FT算法降低了44.19%,比NP-RM-FT算法降低了45.87%,比NP-DBOR-FT算法降低了4.43%,任务等待时间比NP-EDF-FT算法降低了60.54%,比NP-RM-FT算法降低了48.09%,比NP-DBOR-FT算法降低了4.09%;最后,利用设计的NP-PBOR-FT算法,完成实际系统中非抢占式任务的容错调度,采用故障注入的方法,对系统进行了验证,结果表明系统满足实时性以及容错要求。

实时控制系统中固定优先级调度的延迟与抖动控制

在基于固定优先级调度实时控制系统中,任务的延迟与抖动是影响系统稳定性的重要因素.提出一种基于可抢占时间阈值的延迟与抖动控制策略,给出一种保证系统可调度的最优阈值分配算法,并通过对任务延迟和抖动的分析量化出阈值分配后的最大可能IO延迟及抖动.最后通过仿真实验验证了该策略的有效性.

硬实时环境下固定优先级调度的离线优化

RM调度算法具有简单的实现机制和较低的调度开销,被广泛应用于硬实时调度领域.然而这类算法的固定优先级特征使其在高任务负载环境下具有极高的抢占次数,从而导致了较大的系统开销,因此提出一种方法来减少RM调度的抢占次数.该方法通过离线计算任务集的最优属性来减少基于RM调度的系统在运行时的抢占次数,进而降低系统的抢占开销.仿真结果表明,该方法可以在不付出额外调度开销的前提下有效减少RM调度的抢占次数,降低实时系统的抢占开销.

嵌入式RTOS中任务优先级反转问题研究

针对嵌入式实时系统任务调度策略的特点,任务在运行的时候可能被更高优先级的任务中断。分析了嵌入式RTOS中的最高就绪任务的查找算法,指出该调度算法存在的不同优先级的反转问题,并且针对这一问题进行研究,给出了相应的优先级继承方案。较好地解决了RTOS中任务调度中的优先级的反转问题。

云计算中一种多DAG工作流可抢占式调度策略

为解决多用户工作流调度过程中的公平性问题,提高资源利用率,满足不同用户DAG工作流的不同QoS需求,提出了抢占式多DAG工作流动态调度模型。该算法将DAG工作流按照QoS需求进行优先级划分,采用高优先级作业优先占有资源的原则调度作业。相同优先级DAG工作流的任务依据带有启发性信息的slowdown进行资源抢占,进一步提高了作业调度的公平性;对于不同优先级的作业调度,提出了基于阈值的回填算法,该算法在保证作业调度公平的同时提高了资源利用率。

信息物理融合系统的动态多优先级调度

信息物理融合系统(Cyber-physical Systems,CPS)的复杂和异构性给设计者带来了不少挑战,其中任务的多样性使得传统的调度策略不能满足CPS的性能需求。提出了专门针对基于大规模传感器网络的CPS的动态多优先级调度策略。根据任务类型分配4级缓存队列:第1级是来自控制器待处理的实时任务,拥有最高的可抢占式优先级;第2级是来自控制器待转发的实时任务,拥有次高的可抢占式优先级;第3级是来自其他节点待转发的非实时任务,拥有第三高的非抢占式优先级;第4级是来自本地待发送的非实时任务,拥有最低的非抢占式优先级。设计了抢占与非抢占混合的动态调度策略来减少任务的平均等待时间,加入了等待时间阈值机制来保证第4级任务的公平性。通过理论分析和仿真实验对调度策略的性能做了评价。仿真结果显示,动态多优先级调度策略在提高系统性能和稳定性上要优于传统优先级调度。

多条件约束的抢占式并行作业调度算法

历经十余年的研究，并行作业调度的许多问题都已被深入地研究，包括优先级设定、回填技术、群调度等，但目前对抢占策略缺乏足够的研究，也很少有实际系统采用了抢占策略。随着大规模并行计算机对抢占策略的系统级支持技术日趋成熟，研究如何利用抢占来保障重要程序的按时运行，同时改进调度效果有着重要的现实意义。

嵌入式实时操作系统VxWorks内核调度机制分析

本文简要介绍了多任务内核 。

非抢占式实时任务1次容错调度

面向非抢占式任务实时调度问题,根据不同的故障间隔,推导出任务集合需要满足的条件.根据任务的可重复执行次数,分别设计了非抢占式固定优先级容错(NP-FP-FT)以及动态优先级容错(NP-DP-FT)调度算法,并与非抢占式最早期限优先容错(NP-EDF-FT)、非抢占式单调速率容错(NP-RM-FT)调度算法进行了对比分析.结果显示,采用非抢占式固定优先级算法调度的任务集合具有最低的任务失效率.

一种实时多任务操作系统的进程调度分析

进程调度是影响操作系统实时性的重要因素,对操作系统的整体性能有着非常重要的影响。文中从进程结构、进程的状态、进程调度策略等几方面对一个实时多任务操作系统SZ97进行了分析,最后给出了进程调度中断程序的清单。

基于改进型统一调度算法改善任务集的可调度性

实时系统要求任务在最差情况下能在其截止时间前获得结果,若超过了其截止时间,也会认为是错误的行为,所以改进任务可调度性分析、提高任务集可调度性尤其重要。统一调度能结合固定优先级调度的优点,防止不必要的抢占,降低资源额外销耗,能够提高任务集合的可调度性;但其任务的可调度性分析方法过于粗糙,影响任务最差响应时间分析的结果,降低了任务集的可调度性。针对存在的问题,基于统一调度,增加任务运行阶段数,重新建立任务模型,并提出通过分配任务抢占阈值、调整运行阶段的抢占阈值与长度,优化任务可容忍阻塞,改善任务集可调度性的算法。最后,实验表明,与统一调度算法及其他算法相比,所提出的调度算法能够有效改善任务集的可调度性。

Linux进程调度机制分析

从如何增强Linux操作系统对实时任务的支持出发,阐述了2.4内核进程调度系统设计上存在的缺陷:缺乏对实时任务的支持,无法保证实时任务得到及时响应和调度;对多处理器环境的支持较差.分析了Linux的最新2.6内核进程调度系统的原理和实现细节.与2.4内核相比,2.6内核增强了对实时任务和多处理器环境的支持,实现了O(1)调度算法,支持抢占式调度,在响应时间及系统开销上均有大的改进,其显著特点是支持抢占式调度、支持多处理器负载平衡等,更加适合于实时应用环境.

记录仪实时多任务调度策略的研究

针对记录仪提出了一种抢占式和非抢占式的复合多任务调度策略。详细描述了任务的划分、内存管理方法、基于消息驱动机制的任务调度以及兼顾高优先级任务实时性和系统运行高效性的调度策略。

星间实时关键数据一次容错调度算法

针对卫星实时系统中关键数据一次容错问题,首先,针对关键数据与非关键数据混合传输场景,建立系统模型,对系统的容错传输能力进行分析,得出混合数据一次容错传输条件;其次提出NP-PEDF-FT调度算法,通过在非抢占式EDF容错算法的基础上,利用截止期容错系数λ调整出错任务的截止期,实现全部关键数据的1次容错传输;同时加入数据传输队列监测功能,以保证关键数据在其截止期之前优先传输;最后对算法进行了仿真分析,比较NPPEDF-FT、NP-EDF-FT、NP-DP-FT三种非抢占式容错调度策略,分析结果表明,NP-PEDF-FT算法关键数据丢包率较NP-EDF-FT算法平均降低31.6%,较NP-DP-FT算法平均降低86.4%。

μC/OS-Ⅱ任务调度模型的分析与改进

μC/OS-Ⅱ是一种抢占式多任务内核,其可移植性好且代码量小,得到广泛的应用与研究。本文在对经典任务调度模型和μC/OS-Ⅱ任务调度模型分析的基础上,对典型的2种调度模型进行了改进,提高了实时性,并有效地防止出现优先级翻转现象。

基于理想CAN总线的消息调度研究

介绍了CAN总线消息的传输机制和优先级的分配方法。在分析固定优先级抢占式任务调度基础上,研究理想CAN中固定优先级非抢占式消息调度,讨论了总线节点中信号组合方法对消息调度的影响。