基于反饋機制的軟實時系統(tǒng)任務調度算法研究.pdf

1、隨著嵌入式系統(tǒng)及其相關技術的快速發(fā)展與普及,一種運行于開放和不可預測環(huán)境的軟實時系統(tǒng)正在迅速崛起,為實時系統(tǒng)的研究提出了新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的實時調度算法大多都是開環(huán)調度的,此類算法在靜態(tài)或者特定動態(tài)系統(tǒng)中均具有較好的性能,但是在不可預測的動態(tài)系統(tǒng)中其性能會急劇下降。因此,將反饋機制應用到軟實時系統(tǒng)調度算法中已經成為調度算法研究的一個熱點。
　　 系統(tǒng)過載問題一直是調度研究的主題,任務過載率對于軟實時系統(tǒng)的有效性和可靠性至關重要;任務

2、間的公平性是軟實時系統(tǒng)中的又一個重要問題,不同的任務有著不同的重要性,如何公平的給它們分配資源還有待進一步研究。針對上述需求,本文在國家自然科學基金《異構多核片上系統(tǒng)自適應實時任務調度機制及算法研究》的資助下,對基于反饋控制的軟實時任務調度中的部分問題進行了完善和改進。本文的主要工作如下:
　　 針對系統(tǒng)運行過載問題,目前的研究基本都是針對系統(tǒng)發(fā)生過載后,如何通過反饋來及時有效的制止,沒有從跟本上解決過載發(fā)生的必然性。本文利用回

3、歸模型與非精確計算設計了一種提前預防系統(tǒng)過載的策略,該策略面向多任務實時系統(tǒng),對每個任務進行跟蹤,并在所有任務利用率之和大于系統(tǒng)最大利用率時提前進行調整,從而避免過載現(xiàn)象的發(fā)生。
　　 針對任務公平性調度問題,已有的研究或者沒有考慮任務之間的公平性,隨著系統(tǒng)根據(jù)反饋信息對所有任務服務等級進行調整,就會出現(xiàn)某些任務持續(xù)運行在很高或者很低的服務等級;或者考慮了任務間的公平性問題,但未進一步考慮不同任務的權重差異,將所有任務等同對待。

4、本文利用反饋控制描述了一種任務權重公平化的策略。該策略加入了任務的權重因素,根據(jù)各個任務的相對權重對其服務等級進行及時調整,以保證任務之間公平地得到處理器資源。
　　 為了驗證本文算法的有效性,基于現(xiàn)有的非精確計算任務調度模型實現(xiàn)了一個模擬系統(tǒng),對本文提出的算法和現(xiàn)有的相關經典算法進行模擬比較。實驗數(shù)據(jù)表明:過載避免算法在系統(tǒng)負載存在突發(fā)的情況下,算法不僅很好地體現(xiàn)了任務的實時性,而且有效地增強了系統(tǒng)的容錯能力;任務公平性算法在