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《中国科学技术大学》 2006年
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开放式混合实时系统中的调度方法研究

王立刚  
【摘要】:实时系统主要面向现实世界中与时间因素相关的应用需求,在工业控制、航空航天和军事设备等众多领域里有着广泛的应用。它所关注的不仅是计算结果在逻辑上的正确性,而且还有输出结果时间上的及时性。随着实时系统应用的不断深入发展,多类型的硬实时、软实时与非实时任务共存于同一系统中的情况越来越普遍,致使其复杂性不断提高。开放式混合实时系统即是针对这种实际情况被提出的。 本文在对开放式混合实时系统的调度问题进行了深入分析的基础上,对调度问题进行了系统的研究,提出了一种新的集成调度框架——RPDS(Rigorously Proportional Dispatching Server)。针对广泛存在的不确定实时环境,提出了一种反馈控制实时调度算法NF-QoS(Normalized Fair QoS)。结合具体的操作系统平台(MiniCore)讨论了集成上述两种调度算法的设计与实现方案,构建了一个原型操作系统RT-MiniCore。 在混合实时系统中,调度器必须既保证所有硬实时任务严格按照其时间约束在截止期内完成,又要尽可能提高软实时任务和非实时任务的服务质量。RPDS算法就是为解决这个问题而提出的,并以此为基础构建了一种层次式调度框架。该算法将不同类型实时任务分开,由不同调度器调度,由RPDS统一派发时间片。在保证硬实时任务不受其他类型任务影响的基础上,RPDS将处理器时间流分成连续的小段,并在每一小段中强制为非硬实时任务分配一个时间片,使软实时任务的截止期错失率达到了最小化。对于在系统中同时运行的各类应用程序,可单独进行开发和验证,并可以选择不同的局部调度器。 任务间的QoS公平性是多QoS级别的可调节动态实时调度系统中的一个重要问题。本文引入了标准化QoS公平的概念,在公平性中加入了任务的重要性因素,并构造了具有PID反馈控制环节的实时调度算法NF-QoS,以达到系统的标准化QoS公平。利用NF-QoS对系统截止期错失率进行实时采样,定期反馈给PID控制器,根据PID控制器计算的结果对各任务QoS级别进行动态调整,以保证各任务公平地得到处理器资源。 调度方法要在实际中得到应用,需要与具体的操作系统相结合。本文介绍了一种我们提出的基于服务体/执行流模型(Servant/Exe-Flow Model,SEF)的
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP316.2

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 殷进勇;可重构系统中实时任务调度算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 陈香兰;面向服务的分布式操作系统及其上的服务组合关键技术研究[D];中国科学技术大学;2007年
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘霞;软实时嵌入式多核处理器系统的低功耗技术研究[D];山东大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 殷进勇;可重构系统中实时任务调度算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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8 桂盛霖;安全关键嵌入式实时软件的关键非功能属性分析研究[D];电子科技大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 石林勇;多处理器全局FP调度算法的研究[D];江苏大学;2010年
3 李婷;实时系统中混合调度策略的研究[D];昆明理工大学;2008年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周立;赵然;于航;熊华钢;;航空电子WDM网络的实时性能分析[J];北京航空航天大学学报;2009年11期
2 钟伟军,刘明业;软实时系统下动态电压/频率调节算法设计[J];北京理工大学学报;2005年10期
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5 齐骥;李曦;胡楠;周学海;龚育昌;王峰;;基于硬件任务顶点的可重构系统资源管理算法[J];电子学报;2006年11期
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中国重要报纸全文数据库 前1条
1 中国科学技术大学计算机系体系结构研究室主任 安虹;[N];计算机世界;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 宾雪莲;实时系统中的任务调度技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
2 齐骥;支持可重构混成体系结构的操作系统研究[D];中国科学技术大学;2006年
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4 吴刚;对低功耗进程调度算法的研究[D];复旦大学;2006年
5 陈艾;面向能耗优化的分布式实时系统调度算法研究[D];中国科学技术大学;2007年
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9 张杰;最早截止期优先实时调度算法研究[D];华中科技大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 葛天;;IPTV双模机顶盒终端技术在三网合一领域的应用[J];中国有线电视;2011年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 韩建;基于SOA的矿山建设管理系统研究与实现[D];河北工程大学;2010年
2 郭妍;统一用户管理系统开发与设计[D];南昌大学;2010年
3 杨小锋;基于嵌入式Linux系统的低功耗方案的设计与实现[D];华中科技大学;2011年
4 吴波;SOA安全关键技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
5 雷章;服务式GIS异构平台通信框架研究[D];北京林业大学;2012年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 邹勇,王青,李明树;Linux内核的实时支持的研究与实现[J];计算机研究与发展;2002年04期
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1 胡怀传;单家方;郑光华;杨春生;吴君闩;;EAST 2MW 2.45G低杂波电流驱动前级功率控制系统设计[A];第十四届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(1)[C];2008年
2 陈力;刘延柱;;漂浮基空间机械臂末端与本体姿态运动的协调控制[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
3 李树荣;田学民;张利洲;;热炉系统鲁棒控制器的设计[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
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10 罗逸苇;张立强;王斌修;;用嵌入式实时系统构建电加工智能电源[A];第十届全国特种加工学术会议论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 代群熊润频;中国科大:少年班将长期坚持,但不推广[N];新华每日电讯;2008年
2 本报记者 李陈续;创新:建设一流大学的原动力[N];光明日报;2003年
3 记者 刘蓓蓓;“两弹一星功勋”郭永怀力学遗著出版[N];中国新闻出版报;2008年
4 本报记者 仇方迎通讯员 胡胜友;“科大现象”的文化思考[N];科技日报;2007年
5 王卉;王志珍:知常守朴 自得其乐[N];人民日报海外版;2006年
6 孙闻;“引用榜”清华居首 “收录榜”浙大称雄[N];人民日报;2007年
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10 何聪;少年班30年,成败如何看[N];人民日报;2008年
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1 王立刚;开放式混合实时系统中的调度方法研究[D];中国科学技术大学;2006年
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2 李秀娟;灵芝液体发酵过程中微量元素的富集及多糖产量提高的研究[D];中国农业大学;2005年
3 孔芝;非线性奇异系统综合控制问题研究[D];沈阳工业大学;2006年
4 陈伟;基于复杂网络拓扑结构的耦合映象格子的动力学研究[D];电子科技大学;2006年
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6 惠孛;嵌入式实时操作系统在无线抄表系统中的研究和应用[D];电子科技大学;2004年
7 李伟;用于托卡马克诊断中性束源的抑制极和加速极电源的研究[D];合肥工业大学;2005年
8 朱忠武;新型智能仪器远程重构的设计及研究[D];电子科技大学;2005年
9 高俭;休哈特控制图技术与田口式线内质量控制的比较与综合应用[D];南京理工大学;2005年
10 朱怡芳;小型医疗监护产品的设计艺术美学研究[D];昆明理工大学;2005年
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