基于CPS的實時系統(tǒng)的面向方面的容錯調度模型.pdf

1、隨著計算技術、網(wǎng)絡技術和控制技術的深入發(fā)展,一種最新的復雜系統(tǒng)Cyber-physical Systems應運而生。Cyber-physical Systems是運用3C技術和3i技術手段集計算、通信與控制于一體的下一代智能系統(tǒng)。Cyber-physical Systems高可靠性要求已成為影響其安全、可控的關鍵因素,提高Cyber-physical Systems實時系統(tǒng)的可靠性具有重要意義。實時任務的容錯調度作為保障實時系統(tǒng)可靠性的

2、重要技術,已經(jīng)成為實時系統(tǒng)研究的熱點。因此,研究和設計出高效、簡單、適應于Cyber-physical Systems實時系統(tǒng)的容錯調度模型和算法是Cyber-physical Systems需要解決的首要問題。本文也是在此背景下研究Cyber-physical Systems實時系統(tǒng)的容錯調度模型和算法。
　　 本文首先介紹了Cyber-physical Systems的體系結構、與物聯(lián)網(wǎng)的關系、新特點以及Cyber-phys

3、ical Systems的應用前景。然后引入面向方面編程技術和UML擴展機制,利用UML擴展框架,實現(xiàn)UML在面向方面的建模技術和橫切點分離技術的擴展,為Cyber-physical Systems實時系統(tǒng)的容錯分析提供可視化的圖形模型。在此基礎上,本文對Cyber-physical Systems實時系統(tǒng)的容錯模型做了深入研究,主要工作如下:
　　 1.介紹了UML在面向方面的擴展機制,實現(xiàn)了面向方面的可視化建模。運用UML的

4、擴展框架UMLTM對實時系統(tǒng)的容錯方面和時間方面建立可視化的視圖,并結合Cyber Physical網(wǎng)絡環(huán)境下的實時系統(tǒng),通過UMLTM框架,將面向方面的思想運用到分析Cyber Physical網(wǎng)絡環(huán)境下的分布式實時系統(tǒng)容錯性和調度算法模型。
　　 2.提出了Cyber-physical Systems網(wǎng)絡環(huán)境下的分布式實時系統(tǒng)的概念,并進一步給出了CPS異構分布式實時系統(tǒng)的概念。然后分析了CPS異構分布式實時系統(tǒng)的基本特征,

5、給出了CPS異構分布式實時系統(tǒng)的基本任務模型,證明了其任務的可調度性,并給出了分析CPS異構分布式實時系統(tǒng)任務調度算法性能的評價體系。
　　 3.文中提出了兩種適用于Cyber-physical Systems實時系統(tǒng)的容錯調度算法:CPS實時任務動態(tài)負載均衡算法(CPS_DLBA)和面向方面的CPS實時容錯算法(AO_CPS_RTFT)。結合仿真實驗對兩種算法進行了對比,根據(jù)實驗圖,得出了在算法均衡性和任務負載率兩方面AO_C