RM算法中减少抢占开销的任务微调算法

在基于嵌入式实时操作系统的实时应用中,由于任务抢占导致的切换开销对于整个系统是不可忽略的.提出了一种减少抢占发生的RM任务微调算法,通过对固定优先级调度抢占行为可推迟时间的量化分析,推导出受低优先级任务阻塞而造成的受阻任务集,以及在任意抢占时刻,推迟高优先级实时任务执行避免抢占发生的判定条件.仿真实验表明该算法在保证可调度任务集中所有任务满足时限约束的前提下,延迟高优先级任务的执行,减少抢占发生次数,通过减少抢占开销提高RM算法在实际应用中的可调度利用率.     

基于桶排序的EDF调度算法优化

EDF调度算法在系统过载的情况下,就不能有效地实时调度系统中的所有任务,使任务的截止期错失率非常高.利用桶排序算法,将实时系统中任务按不同优先级等级分组排序,使得高优先级等级任务组中的任务优先被调度执行;对于其他低优先级等级任务组中的任务,根据资源利用率动态调整它们的优先级等级,从而降低实时系统的任务截止期错失率.仿真实验表明,优化后的EDF调度算法的截止期错失率,明显比优化前低,说明基于桶排序的EDF调度算法的实时任务截止期错失率比EDF调度算法低.     

分布式系统中一种基于EDF的实时容错调度算法及其分析

将任务分配算法与处理器调度算法相结合，提出了分布式系统调度的一般方法。给出当处理器调度算法为EDF，且容错采用主／副版本技术时任务集所需最小处理器个数的计算公式。给出满足以上条件的任务分配算法（针对任务集动态产生的情况）和任务集所需最小处理器个数算法。模拟结果显示：算法是有效的，且表明任务集所需处理器数与任务资源利用率有关。     

星载计算机系统高优先级恢复容错调度算法

为了在星载异构容错计算机上调度星载任务，在给出了星载计算机系统的容错调度模型的基础上，提出了一种星载计算机系统高优先级恢复容错调度算法（OHFSA），该算法通过引进可靠性代价量化了容错系统在维护容错调度时所需要的开销，并在调度过程中充分考虑了容错调度的实时性和低可靠性代价．同时，采用高优先级恢复机制可及时响应紧急时限下的恢复任务，从而提高了星载任务的整体实时性能．实验验证表明，OHFSA随着计算时间的增加，其所需的可靠性代价也相应增大．仿真结果表明，在任务负载不断增加的情况下，OHFSA的执行时间比目前算法减少20%～30%，特别是在恢复任务优先级比其主任务提高1个级别时，响应时间可减少近8．7%．     

实时CORBA中面向紧急通道的任务调度

为了保障紧急通道任务在实时CORBA(通用对象请求代理体系结构)中优先执行,并且避免因状态切换而导致的任务通道优先级倒置.本文提出了面向紧急通道的实时任务调度方案和设计思路,方案考虑到任务通道的状态切换,采用了自适应动态优先级调度的方法,在连接管理和服务线程调度等方面做了相关的处理.分析表明,紧急通道任务能获得最高的优先级,出现因状态不一致而导致的低优先级通道任务阻塞高优先级通道任务的概率很小;且在一个节点上,调度算法保证紧急通道任务优先完成,不会出现紧急通道任务在节点上等待的现象,满足了应用的需求.     

一种新的多处理器系统实时容错算法

实时多处理器容错算法是实时系统研究领域的一个重要课题.提出了一个动态处理非周期实时任务的容错算法.提出了对待实时任务的基、副版本采用不同的处理器分配策略.对于基版本,尽量提前任务的开始时间;对于副版本,尽量延迟任务的开始时间.通过实验模拟研究了算法的性能.实验表明,算法调度的成功率跟处理器个数、任务数以及任务计算时间有关.与采用单一处理器分配策略相比,具有较高的调度成功率.     

基于OSEK/VDX的操作系统任务调度算法的优化及实现

OSEK/VDX是用于汽车电子的开放式平台系统规范。基于此规范,提出了一种任务管理机制和任务调度算法,该算法要求在建立任务时确定任务的时限,当任务的时限达到时提高其优先级,保证该任务得以运行,使系统在保证高优先级任务得以运行的同时保证低优先级任务和同优先级下的多个任务也得以运行,从而保证了系统的实时性。     

多处理器系统实时任务限制抢占调度算法

针对多处理器平台完全可抢占调度(Fully Preemptive Scheduling,F-PS)可能造成低优先级任务的响应时间超出截止期限的问题,提出了两种基于固定抢占点模型的限制抢占调度算法:一种是常规延迟(Regular Deferrable Scheduling,RDS),即高优先级任务抢占正在运行的执行到最近抢占点的低优先级任务,被抢占的任务可能不具有最低优先级;另一种是自适应延迟(Adaptive Deferrable Scheduling,ADS),即高优先级任务等待正在运行的最低优先级任务执行到最近的可抢占点位置,并抢占。搭建了一个仿真实验平台,并在该平台上进行一系列的仿真实验来探究两种算法的性能表现。实验结果表明:在动态和静态优先级调度下,任务抢占次数大小顺序为F-PSRDSADS;当抢占时间消耗大于临界值时,RDS和ADS的任务可调度率与F-PS接近。     

基于优先级权重的 Hadoop YARN 调度算法

为解决 Hadoop 现有调度器调度任务时不能根据任务的紧迫程度分配资源的问题, 研究 YARN 中的资源 调度机制, 改进原调度器(Capacity Scheduler), 提出一种基于优先级权重的 Hadoop YARN(Yet Another Resource Negotiator)调度算法(Weight Scheduler Based on Priority)。 为叶子队列设置队列优先级, 结合队列资源利用率和 队列优先级选择队列; 将应用程序的初始权重设置为应用程序优先级的大小, 通过等待时间判断是否更新权 重, 根据权重对队列中的应用程序进行排序, 调度时优先为权重高的应用程序分配资源。 实验结果表明, 与原 有调度算法相比, 改进算法平均任务执行时间约减少 141 s, 平均等待时间减少 34. 5%, 保证了用户执行任务 的相对公平, 提高了用户总体满意度。     

可负载均衡的实时虚拟机VCPU调度算法

针对多核环境下的现有实时虚拟机VCPU(virtual CPU)调度算法不能在保证任务可调度的基础上高效地使用CPU资源的问题,提出一种改进的实时虚拟机VCPU调度算法LBP-EDF(基于独立队列的可负载均衡的最早截止时间优先调度算法).该算法采用了独立队列的方式,以避免共享队列带来的竞争开销.同时算法能够识别紧急任务,并通过负载均衡的机制及时地将紧急任务迁移到负载较轻的CPU上执行,在保证任务可调度的基础上,同时达到充分使用CPU资源的目的.实验结果表明:在保证任务可调度的基础上,LBPEDF较其他算法有更高的CPU利用率.     

An Efficient Real-Time Fault-Tolerant Scheduling Algorithm Based on Multiprocessor Systems

In the context of real-time fault-tolerant scheduling in multiprocessor systems, Primary-backup scheme plays an important role. A backup copy is always preferred to be executed as passive backup copy whenever possible because it can take the advantages of backup copy de-allocation technique and overloading technique to improve schedulability. In this paper, we propose a novel efficient fault-tolerant ratemonotonic best-fit algorithm efficient fault-tolerant rate-monotonic best-fit （ERMBF） based on multiprocessors systems to enhance the schedulability. Unlike existing scheduling algorithms that start scheduling tasks with only one processor. ERMBF pre-allocates a certain amount of processors before starting scheduling tasks, which enlarge the searching spaces for tasks. Besides, when a new processor is allocated, we reassign the task copies that have already been assigned to the existing processors in order to find a superior tasks assignment configuration. These two strategies are all aiming at making as many backup copies as possible to be executed as passive status. As a result, ERMBF can use fewer processors to schedule a set of tasks without losing real-time and fault-tolerant capabilities of the system. Simulation results reveal that ERMBF significantly improves the schedulability over existing, comparable algorithms in literature.     

一种基于TinyOS的自适应双环调度策略

针对传感器网络操作系统TinyOS无法保证任务实时性的缺陷,提出一种自适应双环调度(ADRS)策略,并在TinyOS上加以实现。自适应双环调度策略将先到先服务(FCFS)调度策略下的单循环队列改为具有不同优先级别的双循环队列,同时原来的多个任务共享同一堆栈空间修改为不同任务分级占用两个堆栈,并根据队列中任务时限的变化动态调整两队列间的任务切换以最大程度地保证任务完成.仿真试验表明,自适应双环调度策略在不影响TinyOS原有性能的情况下,极大改善了传感器网络承担实时性任务的运行效果.     

基于优先级区分的调度及主动队列管理算法

文中研究在UMTS网络的AM模式（Acknowledged Mode）下实现基于优先级区分的调度及主动队列管理.提出了MP-SAQM（Multi-priorities Scheduling and Active Queue Management Algorithm）算法.算法将不同的QoS类别归入不同的优先级队列,根据MPADRR（Multi-priorities Average Deficit Round Robin）调度算法按照优先级高低进行调度,并对不同QoS类别设置均匀的队列缓冲区,保证了调度的公平性.同时使用差异化的RED（Random Early Drop）算法进行主动队列管理,对不同优先级队列执行不同的丢包策略.仿真结果验证了该算法的有效性.     

支持优先级约束任务的容错调度算法

为了解决异构分布式系统中可靠调度问题,提出一种考虑处理机链路通信竞争的,支持优先级约束任务的容错调度(FSPCT)算法。该算法使用通信竞争模型描述处理机之间通信,在备份成本最小化和备份任务最早完成之间寻求平衡点。对主副版本任务的最早开始时间进行分析,并限定了所执行的处理机,在处理机出现故障后任务可以顺利执行。实验结果表明FSPCT算法的综合性能优于现有一些算法。     

WFQ与WRR调度算法的性能分析与改进

不同类别的业务对时延及时延抖动的要求是不同的,为了满足不同业务的服务质量(QoS),选择一种合适的队列调度算法至关重要. 研究了分组长度对WRR及WFQ算法公平性以及时延性能的影响,并提出了一种基于分组长度及队列权重的改进型WRR算法——enhanced-WRR. 仿真结果表明,当分组长度相同时,WRR与WFQ的时延性能几乎一致;当分组长度不同时,WRR算法不能保证高优先级队列的时延要求,而E-WRR算法的时延性能逼近WFQ算法,能很好地保证高优先级队列的时延要求,并且极大降低了算法复杂度.      

一类多机排序问题算法及其计算复杂性研究

在经典排序论中，一般都假设每个工件在任一时刻仅被一台机器加工，且每台机器至多仅加工一个工件。在这篇文章中，研究这样一类排序问题：每个工件可以被多个不同的机器子集加工，其加工速度对于不同的机器子集是不同的，被加工的工件假定是可以间断且是独立的。排序问题的性能测度是排序长度。在以上条件下求解这类问题算法被给出，对其计算复杂性也作了研究。     

基于预测表的容错实时调度算法

为了更精确地预测软件容错模型中的容错实时调度算法主部分可否执行，提出了基于预测袁的容错调度算法（PTBA）．该算法充分考虑了当前时间至替代部分通知时间之间的任务执行状况，以该时间段内通知时间的先后顺序精确地预测主部分的执行情况，并为待执行主部分构建预测表．当主部分不发生错误时，算法将依照预测表进行任务调度．模拟结果表明，利用PTBA可获得更多的主部分执行时间，降低了CPU消耗．PTBA适用于软件错误率较低的应用环境，特别是当任务的周期较短时，能够以较小的调度开销获得较高的调度性能．     

基于QoS的改进Min–Min调度算法

针对经典Min–Min调度算法存在负载不均,资源利用率低,处理时间长等问题,提出了P–Min算法。该算法根据任务的优先级并结合贪心算法来实现调度。仿真结果表明:P–Min算法在负载均衡的资源利用率方面较Min–Min算法提高了17%,任务总体执行时间调高了8.03%。     

一种实时多任务管理机制

研究一种实时多任务管理机制．讨论了ＲＭＤＯＳ系统结构与支撑环境、多任务控制流程和调度问题．该管理机制实现了可变优先级加时间片轮转的调度策略和网络任务的实时响应．它作为多任务操作系统的核心，成功地支持了分布式操作系统ＨＺＤＯＳ的实现和分布式并行任务分配，支持了分布式系统故障恢复与系统重构