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《哈尔滨工程大学》 2007年
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基于多处理机的混合型实时容错调度算法研究

殷进勇  
【摘要】: 随着实时系统在工业领域的广泛应用,工业实时系统不仅需要保证数据采集、控制、数据传输等周期任务在规定的时间内完成,也要保证突发事件触发的非周期任务的及时响应,而且要保证在系统的软硬件出现故障时,实时任务仍能满足其时间约束。由于应用的日益复杂,使得多处理机系统成为处理这种复杂应用的有效计算手段。因此,要求工业实时计算在保证故障容错能力的前提下能够综合处理多处理机系统中周期任务和非周期任务混合调度问题。论文在总结工业实时系统实时任务调度特点的基础上,综合分析了已有调度算法,针对它们用于工业实时计算时存在的问题,提出了混合型调度算法,并通过仿真实验证明了算法的有效性和可行性。主要工作包括以下几个方面: 针对工业实时系统中周期任务和非周期任务的特点,提出了预留处理时间的混合型任务调度算法,其中周期任务遵循单调速率调度(Rate-Monotonic Scheduling,RMS)算法在预留处理时间内调度运行,非周期任务遵循最早时限优先(Earliest Deadline First,EDF)算法调度运行。非周期任务不占用预留的处理时间,不会带来周期任务的重新分配,这在很大程度上减少了实时任务在线调度的复杂性。 通过对周期任务在临界时刻实际执行时间的分析计算,以解析方法系统地计算预留给周期任务的最小处理时间。基于周期任务参数的可确定性,离线完成计算量相对较大的周期任务分配和预留处理时间计算。该方法能充分利用处理机的有效处理时间,但没有增加系统在线开销。 提出了集成容错调度算法实现多处理机系统中周期和非周期混合任务的容错调度,以静态调度方式离线完成周期任务主版本与从版本的容错分配和各处理机上最小预留处理时间的计算,以动态调度方式完成随机到达系统的非周期任务的主版本与从版本的容错分配,这种静态调度与动态调度相结合方法大大地降低了任务在线调度的时间开销。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP301.6

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