基于CPS的實時任務調(diào)度算法研究.pdf

1、信息物理融合系統(tǒng)(Cyber-Physical System, CPS)是運用3C（Computing、Communication、Control）技術，集計算、通信、控制于一體的智能系統(tǒng)，具有多維混雜、海量數(shù)據(jù)、異構異質和高度協(xié)作等特點。與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，CPS更注重對任務的實時調(diào)度和資源的合理分配，傳統(tǒng)的調(diào)度算法存在任務優(yōu)先級設置單一、資源選擇策略不完善、僅根據(jù)任務的時間屬性進行動態(tài)調(diào)度等問題，顯然不能滿足CPS異構化、智能化的需求。

2、與此同時，CPS所要響應的任務類型也是多樣化的。因此，研究基于CPS的實時任務調(diào)度，對于提高系統(tǒng)運行效率、保證系統(tǒng)的實時性和負載平衡具有重要意義。為滿足CPS復雜系統(tǒng)和操作系統(tǒng)的調(diào)度需求，本文提出兩種效率更高的調(diào)度算法。
　　針對任務屬性事先已知的CPS復雜系統(tǒng)，首先采用圖論的思想，用矩陣結合二分圖的方法構建了系統(tǒng)的調(diào)度模型，用有向無環(huán)圖(Directed acyclic graph, DAG)描述任務之間的順序約束關系，在此基礎

3、上提出一種基于關鍵任務和處理器選擇參數(shù)的啟發(fā)式任務調(diào)度算法。仿真實驗采用隨機生成的任務圖和采集到的任務圖集進行測試，實驗結果表明，提出的算法降低了任務圖的調(diào)度長度并提高了并行執(zhí)行能力。最后，結合智慧工廠的生產(chǎn)模式給出算法的具體實例分析。
　　為了解決CPS操作系統(tǒng)中多任務共享資源的調(diào)度問題，對比分析了傳統(tǒng)的基于優(yōu)先級的實時任務調(diào)度算法和相關調(diào)度機制后，從理論上給出了基于CPS操作系統(tǒng)的多層次調(diào)度模型，并提出基于貪心策略和時間閾值的