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《中国科学院软件研究所》 2001年
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实时异构系统的集成动态调度算法研究

乔颖  
【摘要】:随着异构计算的兴起,实时异构系统已被广泛应用在航空航天、工业控制、 电讯行业、图像处理以及Internet应用等诸多领域。本文对实时异构系统的集 成动态调度算法进行了深人的研究,提出了一种新的实时异构系统的智能动态 调度框架─FIDSH框架,并在此基础上,提出了一种新的实时异构系统的 可适应性集成动态调度算法─IADSH算法。 在FIDSH框架中,我们提出了一种新的实时异构系统的统一任务模型(简 称统一任务模型)。该模型利用了非精确计算模型,引入了任务重要性和价值 这两个参数,并充分体现了实时构系统的异构性,从而不仅可以采用统一形式 描述实时异构系统中的硬、软实时任务,而且还为提高调度成功率和优化调度 所获系统效益创造了条件。同时,FIDSH框架还通过智能调度器首次将智能 控制的思想引入了实时异构系统的动态调度中。 在FIDSH框架的基础上,我们提出了一种新的实时异构系统的可适应性 集成动态调度算法─IADSH算法。该算法算法包括了基本调度和智能控制 两大部分。基本调度部分的核心是一种新的实时异构系统的硬、软实时任务集 成动态调度方法─IDS算法。该算法以启发式搜索为基础,采用统一形式完 成了实时异构系统的集成动态调度。同时,IDS算法一方面通过引入新的任务 分配策略和软实时任务服务质量(Quality of Service,Qos)降级策略提高了调 度成功率:另一方面通过引入新的指标─任务α指标,综合考虑了任务截止 期和任务重要性对调度决策的影响,从而在保证调度成功率的前提下,优化了 调度所获系统效益。 . 为了使实时异构系统的集成动态调度获得稳定的调度性能,我们又在基本 调度部分─IDS算法的基础上引入了智能控制部分,从而形成了完整的 IADSH算法。在智能控制部分中,我们以反馈控制原理为基础,将反馈控制 与实时异构系统的动态调度进行了映射,并提出了相应的智能控制策略以及任 务流调节策略和参数调节策略,从而使IADSH算法具有了可适应性和稳定的 调度性能。 1 一 为了验证IADSH算法的有效性及评估其调度性能,我们从调度成功率、 调度所获系统效益和调度稳定性三个方面对IADSH算法进行了大量的模拟研 究。 模拟结果表明,IADSH算法不仅成功地解决了实时异构系统中硬、软实i 时任务的集成动态调度问题,而且还极大地提高了调度成功率,在与其它相关.Z 算法,如传统近视算法的比较中具有明显优势;同时,IADSH算法还在保证 调度成功率的前提下,优化了调度所获系统效益,通过在调度中考虑任务重要 性对调度决策的影响,将系统效益提高了23倍;此外,IADSH算法的截止 期错过率不会随着系统负载的变化而出现大的波动,其调度性能具有较好的稳 定性。
【学位授予单位】:中国科学院软件研究所
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TP301.6;TP302.7

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