可靠感知實時任務的設計優(yōu)化研究.pdf

1、隨著計算機技術飛速發(fā)展，嵌入式平臺在生活中應用得越來越多，近年來更是在諸如：航空航天、武器軍工、醫(yī)療衛(wèi)生等關鍵領域發(fā)揮重要作用，應用架構也由簡單單機系統(tǒng)發(fā)展到大規(guī)模分布式協(xié)同處理。由于某些應用領域過于敏感，對應平臺的可靠性和安全性問題早就成為了學者們研究的對象。系統(tǒng)內部的可靠性一般通過合理的檢錯、糾錯、容錯方法保障，而外部攻擊則交給信息加密技術等安全防護機制。然而，當系統(tǒng)引入了這些保障機制后，帶來的不僅僅是可靠與安全性的提升，更給系統(tǒng)帶

2、來了額外的開銷，有時這些額外的開銷甚至高于目標任務本身。所以，如何高效地選擇可靠安全策略，既保證系統(tǒng)可靠和安全性又不過度增加系統(tǒng)能耗和開銷成本，成為目前嵌入式實時應用領域的一個新的挑戰(zhàn)。
　　本文主要針對分布式嵌入式系統(tǒng)中的實時任務，選擇容錯策略為任務提供可靠性保證，詳細研究并分析容錯任務給系統(tǒng)調度帶來的影響的模型，著眼于能耗、執(zhí)行時間、脆弱性等方面，為嵌入式實時任務提供相關的設計優(yōu)化，并探索解決相關優(yōu)化問題的方法，最后通過實驗驗

3、證。本文的主要工作如下：
　?。?）針對分布式實時獨立周期任務，提出了一種在保證可靠性的前提下，使能耗盡可能小的設計優(yōu)化方案。采用基于多版本容錯技術衍生的一種“非完美”容錯技術，分析容錯模型并量化可靠性與能耗，借助模擬退火算法，尋找最優(yōu)的任務映射方案，最后通過實驗證明方案的最優(yōu)性。
　?。?）針對存在消息約束的分布式實時任務，提出了一種使整體調度時間盡可能短的容錯策略選擇設計優(yōu)化方案。采用軟件容錯技術中的多版本和重復執(zhí)行技術

4、，分析不同容錯技術給當前任務在調度和消息傳輸上造成的影響模型，在滿足單個任務容錯數(shù)量的約束條件下，借助遺傳算法，尋找最優(yōu)的容錯策略選擇方案，最后通過實驗證明方案的最優(yōu)性。
　?。?）針對存在消息通信安全需求的分布式實時任務，提出了一種達到安全與容錯雙重優(yōu)化目標的容錯策略選擇設計優(yōu)化方案。采用軟件容錯技術中的多版本和重復執(zhí)行技術并分析影響模型，借助改進版遺傳算法，尋找滿足執(zhí)行時間盡可能短的同時使脆弱性盡可能低的最優(yōu)容錯策略選擇方案集