一、非精确任务集的容错单调比率调度（论文文献综述）
李甜甜[1]（2018）在《面向能耗-温度优化的实时任务调度方法研究》文中进行了进一步梳理随着人们对高性能计算的不断追求以及芯片工艺的持续发展,实时系统的集成度越来越高,从而导致功耗密度不断增加;同时由高功耗引起的热问题也越来越严重,反过来严重制约了性能的进一步提升。高功耗降低系统的生命周期,高温度严重影响系统的可靠性和安全性。此外,功耗和温度之间存在一种恶性循环关系:功耗越大,温度越高;温度越高,则漏电功耗越大,进而功耗越大,反过来使得温度更高。进一步地,由于设备体量较小,实时系统的能量受限,制冷技术也受限,系统硬件设计上的能耗和温度优化存在瓶颈。鉴于此,有必要充分考虑温度与功耗之间的强相关关系,从软件层面研究同时降低因持续发布的实时任务产生的高能耗以及高能耗导致的高温度的优化方法。对于给定计算系统,受硬件影响的系统能耗特性和热特性是固定的,此时软件层面的任务调度是最直观也最有效的降低系统能耗和温度的方法。任务调度依赖于具体的计算系统和任务集合。高性能计算系统通常是多处理器的,根据处理器是否完全相同又分为同构系统和异构系统。任务通常又根据任务间是否存在执行依赖关系分为独立任务和约束任务。鉴于此,本文以实时系统的设计开发为背景,针对同构系统和异构系统上的独立任务和约束任务（包括混合关键度任务和具有前置约束的应用）,从软件层面研究能耗-温度优化的实时任务调度方法。本文的主要研究内容和创新点如下:第一,研究同构实时系统下独立周期任务的调度问题,提出一种基于能耗-温度最优条件的GPSS实时任务调度方法。针对该问题,现有研究仅分析了稳态下的温度收敛值,且并未考虑任务执行顺序对该收敛值的影响。对此,本文基于提出的“等结束温度”的任务构造方法,首先推导GPSS（Global Processor Sharing Scheduling）调度方法下的能耗-温度最优条件（在稳态和非稳态下均成立）,并进一步将该最优条件扩展到其他调度方法;而后基于任务功率异构性展现的热规律,提出一种温度感知的任务执行顺序确定方法;最后基于上述优化提出一种满足处理器速度约束以及任务时间约束的能耗-温度最优的GPSS调度方法。实验验证了本文提出的任务构造方法、能耗-温度最优条件以及能耗-温度最优的GPSS调度方法的有效性。第二,研究同构实时系统下混合关键度任务的调度问题,提出一种基于能耗-温度最优条件的混合关键度流式实时任务调度方法。混合关键度系统（Mixed-Criticality System,MCS）是近年来新兴的一种实时系统,它将具有不同关键度水平的应用整合在一个平台中,以此来降低硬件成本。现有相关研究较多关注调度效率的提高,即便是以降低能耗为目标,也并未将受温度影响的漏电能耗考虑在内。对此,本研究首先分析速度可调节情况下MCS系统不同执行模式下的可调度条件,而后分别针对不同执行模式推导其能耗-温度最优的速度分配方法,最后通过实验验证本文提出的任务调度方法能够很好地降低系统的能耗与温度,并同时保证可接受的调度效率。第三,研究异构实时系统下独立周期任务的调度问题,提出一种能耗/热均衡的两阶段实时任务调度方法,分别通过降低处理器间以及单个处理器上的任务间的能耗-温度差异来降低系统的整体能耗和温度。现有相关研究提出的任务分配方法通常只是以降低动态功耗为分配原则,而将温度作为约束条件;提出的调度方法也只是较粗粒度的处理器级别的速度调节优化,对系统能耗和温度优化的挖掘并不充分。对此,本研究首先考虑处理器以及任务的异构性,提出一种能耗-温度感知的启发式任务分配方法以均衡不同处理器的能耗/热负载;而后根据得出的任务分配方案利用任务级的速度调节技术提出单处理器下的任务调度方法来均衡不同任务间的能耗/热负载。实验证明,与当前最好的方法相比,文中提出的两阶段任务调度方法能够很好地降低异构实时系统的整体能耗与温度。第四,研究异构实时系统下具有前置约束的应用的任务调度问题,提出一种能耗-温度优化的实时任务调度方法,分别通过均衡处理器间的能耗/热负载、均衡任务间的优化空间以及降低不同任务间等待时间的方法来降低系统的能耗与温度。现有相关研究通常不考虑随温度动态变化的漏电功耗,仅专注于动态能耗的降低。然而,随着漏电能耗所占比重的不断增加,任何忽略该因素所得到的优化方法均无法达到理想的优化效果。对此,本研究首先分析由DAG（Directed Acyclic Graph）表示依赖关系的任务模型下的任务调度方法,推导处理器能耗-温度优化效果的评估指标,提出基于处理器能耗/热均衡的以及任务优化空间均衡的任务分配算法;而后根据得出的分配方案,进一步通过降低具有相同后继任务的任务间的等待时间来降低系统能耗和温度。实验证明,与现有方法相比,文中提出的方法能够更准确地降低异构系统的整体能耗和温度。总之,本文分别研究了同构和异构系统下独立任务和约束任务的能耗-温度优化的实时任务调度问题,将温度对功耗的动态影响考虑在内,同时优化系统的能耗和温度,从而充分挖掘系统的优化空间。理论分析和实验结果均能够证明本文提出的调度方法的有效性和优越性。该研究成果可被广泛应用于不同实时系统的调度中,如移动计算系统、飞行管理系统、智能交通系统、环境监控系统等。在未来的工作中,我们将扩展本研究到更多的应用场景中,如具有更多关键度的MCS系统以及多DAG应用的调度。
陈靓[2]（2013）在《热感知自主获能实时系统任务调度机制研究与算法设计》文中研究说明新兴的自主获能嵌入式实时系统能够在无人监管的环境下长久地运行,因此被广泛部署于维护难度大的恶劣环境中。作为电池驱动的嵌入式系统,优化能耗是系统设计的重要指标。与此同时,功率密度的不断增大以及芯片温度不断升高,给体积小、散热能力差的嵌入式系统带来了严重的热管理问题。为此,本文设计热感知自主获能实时系统任务调度机制,来优化系统能耗、降低处理器峰值以及提高系统对获能环境的适应力。首先,针对任务的异构特性,提出一套热感知多处理静态任务分配算法,以期在满足系统实时约束以及温度约束条件的前提下,优化系统能耗。为了进一步提高系统性能,本文设计热感知单处理器静态任务调度算法。该算法利用任务切割执行策略来交替执行任务的热片段和冷却片段,以此来进一步降低处理器温度峰值,从而提高任务集的可调度性。最后,考虑到自主获能系统获能的不确定性,将非精确计算技术引入自主获能实时系统设计中,并提出自适应的动态调度算法来权衡系统能量与系统性能的关系。仿真实验结果表明本研究所提出的热感知自主获能实时系统任务调度机制对系统能耗、峰值温度以及服务质量具有优化效果。相比RMFF算法[1],本研究提出的热感知多处理器静态任务分配算法可降低18%-21%的系统功耗。而热感知单处理器静态任务调度算法可以利用处理器空闲时间优化处理器峰值温度,将处理器峰值温度降低7-10℃。此外,本文所提的自适应动态调度算法能较好地适应不同的获能条件。在系统任务截止期限错失率较低的情况下,能提供较高的系统服务质量。
李皓明[3]（2013）在《分布式系统混合任务实时容错调度算法研究》文中提出分布式实时系统为安全应用领域的核心控制部件,被广泛地应用于建筑机械自动化、飞行控制系统和工业控制等分布式环境,并成为影响系统安全性和可靠性的决定性因素。容错作为保障实时系统可靠性的重要技术,已经成为实时控制系统的重要研究课题。分布式实时系统在应用中不仅要满足数据采集和传输等周期性任务的时限要求,更要确保控制和报警等非周期性任务的时间约束。本文在分析分布式实时系统任务调度特点的基础上,提出了针对混合任务的实时容错调度算法。本文主要工作如下：（1）介绍了分布式系统、容错系统和实时系统的系统模型和特点。并在此基础上对分布式实时容错调度算法的发展进行了综述。（2）提出了一种混合任务实时冗余调度算法（Hybrid Tasks Space and Time Redundancy, HT-STR）.该算法不仅可以有效的调度分布式系统中具有容错需求的周期性任务,还可以调度具有容错需求和无容错需求的非周期性任务。具有容错需求的周期性任务被分为高频任务和低频任务,其中,高频任务采用空间冗余策略,低频任务采用时间冗余策略,以此满足周期性任务的容错需求。具有容错需求的非周期性任务采用空间冗余策略,其仅有必须完成的关键部分且优先级最高,可以抢占其他任务。无容错需求的非周期性任务的优先级较低,寻找处理器空闲时间对其进行调度。同时,该算法还考虑了处理器间的通信问题。仿真实验表明,所提算法能够减少处理器间的通信次数,使通信总时间缩短、降低通信时延,并提高任务的可调度性,使负载更均衡,从而获得较高的资源利用率。（3）提出了一种基于反馈控制的分布式实时容错调度算法。该算法在HT-STR算法的基础上引入反馈机制,根据预知的处理器利用率范围为每个处理器设置参考输入,控制器根据参考输入与被控变量计算控制输入,并将控制输入分为两类。当控制输入大于零时,处理器利用率过高,该算法依次停止调度周期性任务的非关键性部分、周期性任务、非周期性任务的副版本以及无容错需求的非周期性任务,来降低处理器利用率,使之保持在参考输入值附近；当控制输入小于零时,处理器利用率过低,从任务分配器中选择适当任务分配至当前处理器,使处理器利用率保持在参考输入值附近。该算法以牺牲任务容错性为代价,合理调节处理器利用率,保证任务的实时性和可靠性。实验结果表明,该算法能迅速有效调节处理器利用率,防止因任务过载产生的任务丢失和分配任务不足导致的资源浪费。
桂盛霖[4]（2011）在《安全关键嵌入式实时软件的关键非功能属性分析研究》文中研究指明安全关键嵌入式实时系统正日益深入地被应用到对任务执行时间和失效影响有严格要求的若干安全关键领域,如航空航天、医疗设备、汽车电子和核电控制等。这类系统除对其功能性有正确性要求外,还对其非功能属性有严格要求。若其所规定的非功能属性不能满足,同样可能造成系统失效,给人们的生命和财产带来巨大的损失和灾难。因此,如何有效地分析和评估安全关键嵌入式实时系统的非功能属性是否被满足是一个重要的研究方向,其结果可以给系统设计者提供所需要的系统信息和设计指导。本学位论文正是针对上述问题,以实时性和可靠性两个主要的非功能属性为研究对象,从软件工程开发技术和软件计算模型两个方面系统和全面地分析当前重要的非功能属性保证技术及理论分析方法,针对现有问题,从软件计算模型角度提出了两种实时性分析方法和一个可靠性模型,使得系统设计者在软件设计阶段可以尽早分析与评估系统的性能,并在一个航空电子系统原型实例中说明其实际具体分析过程。本学位论文主要贡献和创新之处有:1.针对小规模分布式实时系统的嵌入式实时软件（Embedded Real-Time Software, ERTS）,提出了一种基于自动机理论的实时性分析技术,建立了分布式系统上的任务形式化模型,提出了行为自动机和环境自动机来分别描述任务的执行语义及其外部到达关系,把任务的调度性分析转换为对自动机网络的位置的可达性进行分析,证明了在某些调度策略下的调度性的可判定性,并给出了满足调度的可判定性的调度策略的条件和范围,实现了一个支持分布式系统任务实时调度分析工具SCT,解决了传统基于最坏响应时间的分布式系统调度分析方法往往所包含的实际系统运行过程中无法达到的最坏情况。分析结果显示,SCT能够被方便地使用建模和分析系统实时性,同时提供最精确的分析结果;2.针对中大规模分布式实时系统的ERTS,从一类特殊系统:研究双向多阶段多阶段流水线系统上任务的实时性分析入手,考虑任务在相邻节点间执行重叠的情况,推导出任务实例的端到端最坏延迟公式,然后将系统模型扩展到一般性中大规模分布式实时系统上。实验显示,与其他几种重要分析技术相比,在大多数情况下该技术能够推导出更低的任务端到端的延迟上界,从而允许更多的任务进入系统;3.针对一般性ERTS,在其设计阶段第一次利用实时性和错误处理时间开销之间的敏感关系定义任务执行模型的可靠性。在该可靠性模型中,对实时任务定义错误发生率及相应的容错机制以建模硬件和任务本身设计缺陷所导致的非永久失效及错误处理开销,通过分析错误最坏出现情况下任务仍然可调度的概率,将实时性和容错性融合在同一分析模型框架下,并给出了在静态优先级调度策略下的可靠度定量计算算法及其一种改进算法。当任务模型无出错假设时,该可靠性模型退化为一般性调度分析模型;4.选取一类典型的安全关键实时系统:航空电子系统进行抽象,研究了该类系统中另一个重要的非功能属性:分区配置策略,同时分析并定义了最优分区配置策略,给出了ENATF为最优分区配置策略的证明过程,实现了一个分区配置仿真工具PCT,然后建立了一个航空电子系统的原型实例,详细说明本学位论文所提出的实时性分析方法、可靠性分析方法及最优分区配置策略在该实际系统中的使用。目前,安全关键实时系统的非功能属性领域的研究仍然存在许多挑战,本学位论文所提出的方法和技术对广大研究者提供了一种新的思路,为增强我国自主知识产权的实时系统的研发提供理论和技术支持。
郑书朋[5]（2011）在《飞行模拟器的计算机系统实时调度与通信关键技术研究》文中提出飞行模拟器是一种能够逼真复现真实飞机在地面滑行和空中飞行动态过程的地面模拟设备。由于具有经济、安全、高效和环保等优点,它在新机研制、飞行理论研究、飞行控制研究和飞行训练等领域获得了广泛应用。本文在综合分析国内外飞机模拟器研究机构广泛采用的实时调度与通信技术的基础上,以满足飞行模拟器仿真任务运行的实时性要求,提高任务调度的成功率和可靠性,改善飞行模拟器混合网络体系结构通信的实时性为目的,提出了一种应用于飞行仿真系统实时计算的多处理器实时调度与通信技术,并通过模拟试验与应用研究的方法探讨了技术的可行性。为满足飞行模拟器周期性仿真任务的实时调度要求,建立了周期性仿真任务的多处理器实时调度模型,提出了对任务间时序约束与资源访问约束的整合处理方法,并依此设计出了一种新颖的非抢占EDF多处理器实时调度算法。详细讨论了基于对称共享内存多处理器周期性仿真任务的全局调度器模型和非抢占EDF多处理器实时调度算法的可行性判定及任务分配流程。并通过模拟试验验证了该算法能够在处理器负载过高、任务计算负载及任务间执行周期差异过大等情况下有效地提高周期性仿真任务集的调度成功率,同时具有执行开销低的优点。结合飞行模拟器对故障模拟的功能要求和性能要求,提出了非周期性仿真任务的实时调度目标,建立了这类任务的多处理器实时调度模型,并依此设计出了一种新颖的基于启发式搜索策略的非周期性仿真任务的多处理器实时调度算法。详细讨论了基于对称共享内存多处理器非周期性仿真任务的全局调度器模型,启发式估价函数的构造方法,调度算法的可行性判定及任务分配与处理器空闲时间回收方法,探讨了改善算法调度成功率及缩短任务响应时间的处理器空闲时间回收策略,并结合飞行模拟器对故障模拟的可靠性要求,提出了算法的容错扩展方法。用模拟试验验证了上述方法的综合使用能较好地适应于预留时间短、任务裕度低、容错要求高以及激活执行事件随机到达的非周期性仿真任务实时调度环境,同时这些算法具有执行开销低的优点。通过对飞行模拟器混合网络体系结构进行详细分析,基于对虚拟令牌和实时通信控制流程的设计,提出了一种新颖的基于虚拟令牌的以太网实时通信技术;基于对虚拟站点优先级队列（Virtual Node Priority Queue, VNPQ）和报文分类优先级的设计,采用动态分配报文传输优先级和局部修改CAN总线逻辑链路控制子层（Logical Link Control Sublayer, LLC）报文滤波的方法,提出了一种新颖的CAN总线实时性改进技术。并通过构建与飞行模拟器网络通信环境配置相当的测试平台,对上述通信技术进行了实时性测试,测试结果表明基于虚拟令牌的以太网实时通信技术和基于VNPQ的CAN总线实时通信技术能够有效满足飞行模拟器对混合网络通信的实时性要求。针对上述研究成果,对多处理器实时调度与通信技术在“飞行模拟器关键技术研究与试验平台”上的应用展开深入研究。基于在试验平台上与仿真子系统的集成,对仿真模型运行实时性,网络通信实时性,和飞机正常起飞、着陆以及发生发动机鸟撞故障三种典型飞行训练任务下飞行仿真结果响应时间的一致性进行了广泛测试。通过对试验结果的详细分析验证了多处理器实时调度与通信技术在飞行模拟器中应用的有效性和可行性。
韩思杰[6]（2008）在《一种可生存实时操作系统的研究和实现》文中指出可信性作为对系统提供服务的信赖程度,已经成为一个重要的研究课题。操作系统作为计算机系统的重要组成部分,也是可信性研究的主要对象之一。目前,提高计算机操作系统可信性主要从可靠性、容错性等方面入手。生存性是另外一种可用于提高系统可信性的方向,它强调对系统内关键服务和一般服务区别对待。嵌入式实时操作系统作为实时系统的重要组成部分,在各个方面对整个实时系统都产生着重要的影响,要从根本上提高系统的生存性,同样需要操作系统提供一定的可生存机制予以支持。本文从生存性思想出发,旨在设计一种可生存的单处理器实时操作系统。本文借鉴生存性在信息网络系统领域的成果,结合实时系统的特点,研究了单机实时系统的生存性理论,给出了其定义和测定方法。然后在现有技术的基础上,运用冗余和非精确计算模型的思想,分析、设计并实现了一种可生存操作系统的任务管理机制。该任务管理机制将系统内的任务分为关键任务和一般任务,在保障系统内关键任务顺利执行的同时,尽量提高系统效用,并且支持检查点技术以便用一般任务的资源为关键任务提供冗余支持。该机制的设计主要包括两个部分:任务调度和对进程备份恢复的支持。任务调度主要规定了系统如何接收关键任务和一般任务并且确定其相应的执行顺序。文中引入了关键级和优先级两个参数,其中关键级用来区分关键任务与一般任务,优先级用来确定调度先后顺序。系统总是在保障关键任务执行的前提下再考虑调度一般任务。对于系统接收任务的判定,分成了两种情况加以讨论,再用二分查找法寻求近似最优结果。进程的备份恢复可以用于在关键任务执行出错后,回卷到前一检查点并且再次执行,而不必完全从头开始以节约资源。操作系统具有对回卷恢复的支持是非常必要的。根据以上的设计,本文在分析现有Linux系统内核的基础上,讲述了如何将其实现在Linux操作系统上,并进行了移植。最后通过实验分析得出结论,基本达到从整体上提高系统生存性的设计目的。
苏晓龙[7]（2007）在《SmartOSEK容错运行库》文中进行了进一步梳理在计算机技术飞速发展的今天，嵌入式技术凭借功耗低、成本低、体积小等特点，在工业、农业、军事、医疗、航天等方面得到广泛应用。随着嵌入式技术的不断发展，和对嵌入式技术要求的不断提高，诞生了嵌入式操作系统。嵌入式操作系统作为嵌入式软件的平台，屏蔽了底层复杂繁琐的硬件管理合操作，方便了嵌入式软件的开发，为嵌入式软件提供了任务调度、资源管理的机制，和对底层硬件操作的接口。嵌入式实时操作系统在嵌入式技术中越来越扮演重要角色。因为嵌入式系统的应用领域需要很高的安全性和可靠性，并且嵌入式系统往往在人无法控制的恶劣环境运行，特别是嵌入式软件日益复杂化的情况下，如何保证系统的可靠性成了嵌入式系统的一个重要课题。针对这一课题，本文设计和实现了针对提高嵌入式系统可靠性的嵌入式实时系统容错运行库。利用容错运行库，可以提高系统对错误的容错能力，提高系统的可靠性、安全性，有很强的现实意义。本论文的主要工作总结为以下几个方面：1)对计算机容错研究现状进行调研和比较，参考了嵌入式系统任务模型的设计，各种容错调度算法和容错策略提出了一套面向嵌入式系统的容错运行库的设计思路；2)设计容错运行库的整体框架，使容错运行库的设计有良好扩展性，减少了容错运行库中各模块间的耦合性，和模块的可复用性，使容错运行库的扩展变得更加容易；3)结合SmartOSEK操作系统，在SmartOSEK操作系统上实现。并分析各种任务模型和相应的容错策略，实现基本的、通用的容错策略，针对不同任务模型通用的容错策略可以自由组合；4研究多平台分布式容错的算法，提出并实现了针对多平台容错的解决方案，用此方案可以利用单机系统和通信系统实现在多个平台上的硬件冗余投票。
李建国[8]（2006）在《实时异构系统的集成动态调度模型与算法研究》文中认为实时异构系统已被广泛应用在航空航天、工业控制、电讯行业、图像处理以及Internet应用等诸多领域。在这些应用中，存在大量的硬、软实时任务共存的情况，对实时异构系统的集成动态调度模型与算法的研究具有重大理论和实际意义。本文对实时异构系统的集成动态调度问题进行了深入的研究，提出了一种实时异构系统的集成动态调度模型，基于这种模型，提出批优化的调度策略和批任务在处理器上运行的目标函数构造原则。在此基础上，提出了一种基于分批优化的实时异构系统的集成动态调度算法——GOIDSH算法。本文针对实时异构多任务调度的特点，采用集中式调度模型；提出软、硬实时任务形式化描述非精确计算的统一任务模型，清晰地描述实时任务的特点。系统任务描述简单，节省存储空间，为实现基于批优化的集成动态调度打下基础。论文提出了一种新的实时异构系统的集成动态调度算法——基于分批优化的集成动态调度算法（GOIDSH算法）。该算法以启发式搜索为基础，主要包括任务分批、构造目标函数和基于批优化的调度策略三大部分，采用统一形式完成了实时异构系统的集成动态调度。同时，在构造目标函数时，算法还引入软实时任务服务质量（Ouality of Service，Qos）降级策略来提高调度成功率。GOIDSH算法的核心思想是：在每次扩充当前局部调度时，首先按一定规则在待调度的任务集中选取一批任务组成任务子集，保证所选取的任务子集中某一任务对某个资源有访问需求时，子集中的其它任务不能对该资源有访问需求。然后，综合各种因素，对该批任务中的每项任务在每个处理器上的运行构造目标函数，将问题转化为非平衡指派问题，利用非平衡指派问题直接解法对任务进行优化分配，一次性为这些任务分配一个处理器或为每个处理器分配一项任务，使得这种分配具有最好的“合适性”，增大未被调度任务的被成功调度的可行性。论文通过仿真和模拟，从调度成功率、软实时任务的降级比率（DR）和被降级软实时任务的服务质量（QoS）三个方面，验证了GOIDSH算法的有效性及其调度性能。在仿真实验时，提出了一种按如下顺序设定的价值最高最优先的任务队列排序原则：①任务的截止期越近，其价值越高；②任务需要访问的资源越多，其价值越高；③任务要需访问的资源中，互斥方式的访问越多，其价值越高；④任务的空闲时间越短，其价值越高；⑤相同情形下，硬实时任务的价值高于软实时任务的价值。仿真实验结果表明，基于分批优化的实时异构系统集成动态调度算法（GOIDSH算法）不仅成功地解决了实时异构系统中硬、软实时任务的集成动态调度问题，而且还有效地提高了调度成功率，确保了软实时任务具有良好的服务质量，与其它相关算法，如传统的近视算法和节约算法相比较，具有明显优势。
姚鑫骅[9]（2006）在《数控实时系统调度理论及应用研究》文中提出作为先进制造业的核心技术之一，数控技术的飞速发展，对工业实时计算提出了新的要求。数控实时系统不仅需要保证刀具补偿、插补运算、位置控制等周期性相关任务在确定的时间内完成，也要保证突发事件触发的非周期任务的及时响应，而且在系统的软硬件出现故障时，仍要保证系统安全运行并尽可能在满足各种约束条件下完成任务。因此，要求实时计算能够综合处理多种类型任务共存的混合相关任务集，并且具备一定的故障容错能力。本论文在总结数控任务特点的基础上，提出了数控实时系统调度理论，并通过仿真实验证明了理论的有效性和可行性。主要研究内容包括以下几个方面： 首先，综合分析了国内外调度理论的研究现状和发展趋势，对典型研究成果的原理和适用范围进行剖析，指出了目前调度理论研究中存在的局限性以及现有成果应用于数控实时计算存在的问题。 第二，针对数控系统任务集的特点，建立混合相关任务集的描述模型，以此为基础，提出启发式优化调度算法，给出算法的设计思想及伪代码描述，并对其进行复杂度分析和性能仿真模拟分析。 第三，在全面分析各种容错技术的基础上，针对工业现场复杂环境下易产生暂时性错误的特点，引入低开销回卷恢复技术，将其纳入启发式最优调度算法框架，提出数控系统的容错调度策略。 第四，详细、系统地介绍实时任务最长执行时间（WCET）预测领域的研究情况，并且针对源程序路径分析结果过于“悲观”和分析过程的时间复杂度高的问题，提出了解决方案。该方案综合应用程序结构调整、符号执行以及分支定界等技术，消除程序中的不可达路径，减少需要分析的路径数量，保证WCET预测的精确性和分析效率。 最后，讨论了数控实时系统在设计与实现过程中若干重要问题。着重研究了控制流程的表达方式，建立实时有限状态机模型，并首次提出了使用时间约束网络理论对模型中状态行为时间的取值范围进行分析计算的方法，从而实现控制流程的可调度性判定。
王涛[10]（2006）在《实时系统任务调度若干关键技术的研究》文中研究指明随着实时系统在各领域的广泛应用，任务调度技术在实时系统中扮演的角色越来越关键。针对实时系统多任务、多处理器和具有复杂优先约束等特点，论文在传统任务调度理论的基础上，重点研究了当代任务调度技术的新理论和新方法，特别是对不同环境和条件下的任务系统可调度性分析方法和调度算法进行了深入研究。 本文研究工作主要集中在以下几个方面： 针对速率单调分析技术在系统设计建模阶段缺乏对任务间优先约束关系及多处理器环境的考虑，提出基于可抢占时间Petri网的任务建模与检测方法。通过状态空间枚举和暂停变迁的概念，对具有优先约束的任务集在多处理器环境下进行建模与检测，并用仿真实例说明该方法在多处理器可抢占条件下，能够快速量化分析具有复杂属性的实时任务集合。 针对周期任务的可调度性判定问题，提出基于累积时间需求的任务可调度性分析方法和一种改进的抢占阈值任务响应时间分析方法。在对任务繁忙区的分析中，加入对任务释放抖动所需的额外响应时间的计算，提高了周期任务可调度性测试的精确性，解决了周期任务缺少通用可调度性分析方法的问题。 针对优先级驱动的任务调度过程中可能出现的非受控优先级逆转问题，提出一种基于抢占阈值理论的新型防范方法。在抢占阈值下重新定义了优先级逆转问题以及优先级继承协议和优先级限顶协议，通过加入有效优先级等概念，有效减少了任务抢占，避免发生优先级逆转现象。 针对任务具有优先约束的情况，研究了与或优先约束任务的调度算法。基于非精确模型强制任务概念，提出一种改进的顶点删除算法，解决了此类任务调度完成时间最小化问题。同时还提出一种与或优先任务最早开始时间算法，解决了时间跨度最小化问题。 针对实时系统多任务、多处理器特点，对多处理器环境下基于划分策略的任务分配算法可调度条件进行了分析，从任务分配调度算法所需处理器数量和任务集总利用率的角度比较多种任务分配算法的性能，并对算法利用率界限进行了分析。最后给出不同特征任务集选择不同分配算法的指导性原则。
二、非精确任务集的容错单调比率调度（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、非精确任务集的容错单调比率调度（论文提纲范文）
（1）面向能耗-温度优化的实时任务调度方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 系统模型演变 |
| 1.2.2 系统优化演变 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 研究应用设计 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 第2章 实时系统模型、优化及任务调度 |
| 2.1 基本任务模型与相关定义 |
| 2.2 系统模型及优化简析 |
| 2.2.1 功耗模型 |
| 2.2.2 热模型 |
| 2.2.3 能耗与温度优化 |
| 2.3 实时任务调度 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于能耗-温度最优条件的GPSS实时任务调度方法 |
| 3.1 问题提出 |
| 3.2 相关工作 |
| 3.3 独立周期任务调度的问题模型与定义 |
| 3.3.1 问题模型 |
| 3.3.2 问题定义 |
| 3.4 能耗-温度最优条件证明 |
| 3.4.1 任务构造方法 |
| 3.4.2 GPSS调度下最优条件证明 |
| 3.4.3 最优条件扩展 |
| 3.4.4 满足约束的能耗-温度最优条件 |
| 3.5 能耗-温度最优的GPSS任务调度方法 |
| 3.5.1 任务执行顺序的确定 |
| 3.5.2 能耗-温度最优的GPSS任务调度算法(TA-GPSS) |
| 3.6 实验验证与分析 |
| 3.6.1 实验设置 |
| 3.6.2 GPSS调度下最优条件验证 |
| 3.6.3 EDF调度下最优条件验证 |
| 3.6.4 TA-GPSS任务调度算法效果分析 |
| 3.6.5 与当前最先进方法对比 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于能耗-温度最优条件的混合关键度流式实时任务调度方法 |
| 4.1 问题提出 |
| 4.2 相关工作 |
| 4.3 混合关键度任务调度的问题模型与定义 |
| 4.3.1 问题模型 |
| 4.3.2 问题定义 |
| 4.4 预备知识 |
| 4.5 能耗-温度最优条件推导 |
| 4.5.1 可调度分析 |
| 4.5.2 最优条件推导 |
| 4.6 能耗-温度最优的混合关键度流式任务调度算法(TA-MCF) |
| 4.7 试验验证与分析 |
| 4.7.1 实验设置 |
| 4.7.2 实验结果 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 异构系统下能耗/热均衡的两阶段实时任务调度方法 |
| 5.1 问题提出 |
| 5.2 相关工作 |
| 5.3 异构系统下独立周期任务调度的问题模型与定义 |
| 5.3.1 问题模型 |
| 5.3.2 问题定义 |
| 5.4 能耗-温度优化分析 |
| 5.5 两阶段任务调度方法 |
| 5.5.1 能耗/热均衡的任务分配算法 |
| 5.5.2 能耗/热均衡的单处理器调度算法 |
| 5.5.3 两阶段实时任务调度算法(TA-SS) |
| 5.6 实验验证与分析 |
| 5.6.1 实验设置 |
| 5.6.2 TA-SS方法有效性验证 |
| 5.6.3 与能耗感知的任务分配方法对比 |
| 5.6.4 与当前最先进的调度方法对比 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 面向前置约束应用的能耗-温度优化的实时任务调度方法 |
| 6.1 问题提出 |
| 6.2 相关工作 |
| 6.3 前置约束应用调度的问题模型与定义 |
| 6.3.1 问题模型 |
| 6.3.2 问题定义 |
| 6.4 预备知识 |
| 6.5 能耗-温度优化分析 |
| 6.5.1 处理器间的能耗/热均衡 |
| 6.5.2 任务间的优化空间均衡 |
| 6.6 能耗-温度优化的实时任务调度方法 |
| 6.6.1 基于处理器以及任务能耗/热均衡的优化算法 |
| 6.6.2 基于降低等待时间的优化算法 |
| 6.7 实验验证与分析 |
| 6.7.1 实验设置 |
| 6.7.2 实验结果 |
| 6.8 本章小结 |
| 第7章 结束语 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 未来的研究方向 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
| 参加科研课题情况 |
| 个人简历 |
（2）热感知自主获能实时系统任务调度机制研究与算法设计（论文提纲范文）
| 论文摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1. 能量管理机制的研究 |
| 1.2.2. 温度管理机制的研究 |
| 1.2.3. 研究目标和内容 |
| 1.2.4. 本文的创新点 |
| 1.2.5. 论文的组织结构 |
| 第2章 系统架构和模型 |
| 2.1 自主获能系统架构 |
| 2.2 处理器模型 |
| 2.3 任务模型 |
| 2.3.1. 异构周期任务模型 |
| 2.3.2. 非精确计算的异构周期任务模型 |
| 2.3.3. 混合任务模型 |
| 2.3.4. 三种任务模型在本文中的关系和应用环境 |
| 2.4 功耗模型 |
| 2.5 温度模型 |
| 2.5.1. 经典温度模型 |
| 2.5.2. 考虑任务异构特性温度模型 |
| 2.5.3. 温度稳定状态 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 热感知自主获能实时系统任务调度机制研究 |
| 3.1 实时系统任务调度的约束条件及检测机制 |
| 3.1.1. 实时约束及检测机制 |
| 3.1.2. 温度约束及检测机制 |
| 3.2 热感知多处理器静态任务分配策略 |
| 3.2.1. 热感知多处理器静态任务分配策略的优化目标 |
| 3.2.2. 最优多处理器任务分配方案的特征 |
| 3.3 热感知单处理器静态任务调度策略 |
| 3.3.1. 理想状态下的热感知单处理器任务调度 |
| 3.3.2. 实时约束下的热感知单处理器任务调度 |
| 3.3.3. 开销敏感的热感知单处理器任务调度 |
| 3.4 自适应的动态调度策略 |
| 3.4.1. 自主获能预测机制与模型 |
| 3.4.2. 自适应的性能调节策略 |
| 3.5 本章小节 |
| 第4章 热感知自主获能实时系统任务调度算法设计 |
| 4.1 热感知多处理器静态任务分配算法 |
| 4.1.1. 模糊温度约束下的静态任务分配算法 |
| 4.1.2. 精确温度约束下的静态任务分配算法 |
| 4.2 热感知单处理器静态任务调度算法 |
| 4.2.1. 最长空闲时间二分搜索算法 |
| 4.3 自适应的动态任务调度算法 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 实验结果与讨论 |
| 5.1 实验环境设置 |
| 5.2 热感知多处理器静态任务分配实验 |
| 5.2.1. 热感知多处理器静态任务分配实验设计 |
| 5.2.2. 热感知多处理器静态任务分配实验结果分析 |
| 5.3 热感知单处理器静态任务调度实验 |
| 5.3.1. 热感知单处理器静态任务调度实验设计 |
| 5.3.2. 热感知单处理器静态任务调度实验结果分析 |
| 5.4 自适应的动态任务调度实验 |
| 5.4.1. 自适应的动态调度实验设计 |
| 5.4.2. 自适应的动态调度实验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1. 当前工作的总结 |
| 6.2. 对未来工作的展望 |
| 附录一 作者攻读硕士学位期间发表的科研结果 |
| 附录二 作者攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
| 附录三 本文相关性质的证明与公式计算 |
| A 混合任务稳定峰值相关计算 |
| A-1 计算混合任务在处理器上执行的稳定峰值 |
| A-2 计算混合任务无限切后的稳定峰值温度 |
| B 本文相关性质的证明 |
| B-1 性质0的证明 |
| B-2 性质1的证明 |
| B-3 性质2的证明 |
| C 理想温度的计算 |
| C-1 计算理想温度 |
| 参考文献 |
| 后记 |
（3）分布式系统混合任务实时容错调度算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 国内外发展现状及问题 |
| 1.4 主要研究内容及论文组织 |
| 第二章 分布式实时容错调度算法研究 |
| 2.1 分布式系统 |
| 2.2 容错系统 |
| 2.2.1 容错及容错系统 |
| 2.2.2 容错基本技术 |
| 2.3 实时系统 |
| 2.4 实时调度算法 |
| 2.4.1 实时调度算法分类 |
| 2.4.2 实时调度算法的性能评估标准 |
| 2.5 分布式实时容错调度算法研究趋势 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 分布式系统混合任务实时冗余调度研究 |
| 3.1 系统与任务模型 |
| 3.2 调度算法 |
| 3.2.1 周期性任务调度 |
| 3.2.2 非周期性任务调度 |
| 3.3 仿真实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于反馈控制的分布式实时容错调度算法研究 |
| 4.1 任务模型 |
| 4.2 算法描述 |
| 4.2.1 相关变量 |
| 4.2.2 被控实时系统建模 |
| 4.2.3 控制器功能 |
| 4.2.4 任务分配器功能 |
| 4.3 仿真实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（4）安全关键嵌入式实时软件的关键非功能属性分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 安全关键嵌入式实时系统的重要战略地位 |
| 1.1.2 安全关键嵌入式实时软件关键属性及特征 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 软件开发方法和技术 |
| 1.2.2 软件计算模型 |
| 1.3 论文研究内容和主要贡献 |
| 1.4 论文结构 |
| 第二章 ERTS 模型的实时性与可靠性分析的理论基础及相关概念 |
| 2.1 实时性分析理论 |
| 2.1.1 任务参数的基本概念 |
| 2.1.2 实时系统建模 |
| 2.1.3 Holistic 实时性分析方法 |
| 2.1.4 RTC 实时性分析方法 |
| 2.1.5 延迟叠加的实时性分析方法 |
| 2.1.6 基于时间自动机的实时性分析方法 |
| 2.2 可靠性分析理论及概念 |
| 2.2.1 可靠性分析中的重要概念 |
| 2.2.2 软件设计阶段的可靠性分析模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 小规模分布式ERTS 的精确实时性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 相关工作 |
| 3.3 任务模型 |
| 3.4 环境自动机 |
| 3.5 行为自动机 |
| 3.6 实时性分析建模 |
| 3.6.1 任务语义建模 |
| 3.6.2 行为自动机的判定性证明 |
| 3.6.3 符号状态操作 |
| 3.7 实例研究及性能评估 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 中大规模分布式ERTS 的实时性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 相关工作 |
| 4.3 系统模型 |
| 4.4 任务实例的端到端延迟上界分析 |
| 4.5 双向多阶段MP 系统的一般化 |
| 4.6 任务实时性分析 |
| 4.7 仿真实验 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 ERTS 模型的可靠性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 相关工作 |
| 5.3 任务模型 |
| 5.4 ERTS 任务模型的可靠性模型 |
| 5.5 可靠度计算 |
| 5.5.1 任务最坏执行情况 |
| 5.5.2 错误发生概率 |
| 5.5.3 错误条件的发生概率求和 |
| 5.6 实验仿真 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 航空电子原型软件系统的非功能属性分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 相关工作 |
| 6.3 系统模型 |
| 6.4 分区配置策略 |
| 6.4.1 最优分区配置策略 |
| 6.4.2 分区配置策略对实时性的影响 |
| 6.5 实例研究 |
| 6.6 全章小结 |
| 第七章 全文总结及进一步的工作 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 进一步的研究工作 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻博期间取得的研究成果 |
（5）飞行模拟器的计算机系统实时调度与通信关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪 论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 飞行模拟器组成原理及国内外研究现状 |
| 1.2.1 飞行模拟器的系统组成和功能原理 |
| 1.2.2 飞行模拟器的国内外研究现状 |
| 1.3 实时系统的基本概念及实时调度理论的研究概况 |
| 1.3.1 实时系统的基本概念 |
| 1.3.2 实时调度理论的研究概况 |
| 1.3.3 高可靠性容错实时调度技术的研究概况 |
| 1.4 飞行模拟器实时通信的研究概况 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 飞行模拟器周期性仿真任务的多处理器实时调度算法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 飞行模拟器周期性仿真任务分析与调度模型 |
| 2.2.1 周期性仿真任务分析 |
| 2.2.2 周期性仿真任务的多处理器实时调度模型 |
| 2.3 周期性仿真任务间时序约束与资源访问约束的整合处理 |
| 2.4 周期性仿真任务的非抢占EDF 多处理器实时调度算法 |
| 2.4.1 基于对称共享内存多处理器的周期性仿真任务全局调度器模型 |
| 2.4.2 非抢占EDF 多处理器实时调度算法的可行性判定 |
| 2.4.3 非抢占EDF 多处理器实时调度算法的任务分配 |
| 2.5 模拟试验与性能分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 飞行模拟器非周期性仿真任务的多处理器实时调度算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 飞行模拟器非周期性仿真任务分析与调度模型 |
| 3.2.1 飞行模拟器非周期性仿真任务分析 |
| 3.2.2 非周期性仿真任务的多处理器实时调度模型 |
| 3.3 基于启发式搜索策略的非周期性仿真任务多处理器实时调度算法 |
| 3.3.1 基于对称共享内存多处理器的非周期性仿真任务全局调度器模型 |
| 3.3.2 调度问题的状态空间描述及启发式估价函数 |
| 3.3.3 调度算法的可行性判定 |
| 3.3.4 调度算法的任务分配与处理器空闲时间回收 |
| 3.4 处理器空闲时间回收策略 |
| 3.4.1 处理器空闲时间回收策略的数据结构设计 |
| 3.4.2 处理器空闲时间回收策略的算法流程 |
| 3.5 非周期性仿真任务多处理器实时调度算法的容错扩展 |
| 3.6 模拟试验与性能分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于混合网络体系结构的飞行模拟器实时通信技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 飞行模拟器混合网络体系结构及实时性分析 |
| 4.2.1 飞行模拟器混合网络体系结构 |
| 4.2.2 以太网实时性分析 |
| 4.2.3 CAN 总线实时性分析 |
| 4.3 基于虚拟令牌的以太网实时通信技术 |
| 4.3.1 以太网实时通信模型 |
| 4.3.2 虚拟令牌设计 |
| 4.3.3 实时通信控制流程 |
| 4.4 基于NVPQ 的CAN 总线实时性改进方法 |
| 4.4.1 VNPQ 及报文的优先级编码 |
| 4.4.2 基于VNPQ 的CAN 总线实时通信协议及LLC 子层报文滤波 |
| 4.5 混合网络实时性测试与试验结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 多处理器实时调度与通信技术的应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 飞行模拟器关键技术研究与试验平台 |
| 5.2.1 试验平台的硬件设备 |
| 5.2.2 试验平台的计算机系统结构与通信配置 |
| 5.2.3 多处理器实时调度与通信技术的集成方法 |
| 5.3 飞行模拟器的实时性测试与仿真结果分析 |
| 5.3.1 飞行仿真模型运行的实时性测试 |
| 5.3.2 通信实时性测试 |
| 5.3.3 飞机正常起飞与着陆阶段的实时仿真结果 |
| 5.3.4 典型飞行故障的实时仿真结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）一种可生存实时操作系统的研究和实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 课题意义 |
| 1.2 可信性研究现状 |
| 1.3 生存性研究现状 |
| 1.4 解决的问题 |
| 1.5 本文组织 |
| 第二章 嵌入式实时系统与可信性概述 |
| 2.1 实时系统概述 |
| 2.1.1 实时系统定义 |
| 2.1.2 实时系统的几个重要指标 |
| 2.1.3 实时任务概述 |
| 2.1.4 实时调度介绍 |
| 2.2 嵌入式实时系统可信性 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 实时系统生存性研究 |
| 3.1 生存性的产生和发展 |
| 3.2 生存性与其它安全概念的比较 |
| 3.3 实时系统生存性的定义 |
| 3.4 实时系统生存性的测定 |
| 3.5 增强实时系统生存性的技术 |
| 3.5.1 冗余、异构技术 |
| 3.5.2 重新配置技术 |
| 3.5.3 避错、容错技术 |
| 3.5.4 异常处理 |
| 3.5.5 隔离技术 |
| 3.5.6 恢复技术 |
| 3.5.7 自适应技术 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 一种可生存实时操作系统任务管理的设计 |
| 4.1 整体设计 |
| 4.2 任务调度 |
| 4.2.1 非周期任务的映射 |
| 4.2.2 调度策略 |
| 4.2.3 任务集合的选择 |
| 4.3 对进程备份的支持 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 可生存实时操作系统任务管理的实现 |
| 5.1 任务调度的实现 |
| 5.1.1 内核结构 |
| 5.1.2 主要数据结构与算法 |
| 5.2 进程备份恢复的实现 |
| 5.2.1 进程映象的保存和恢复 |
| 5.2.2 栈的保存和恢复 |
| 5.2.3 打开文件表的保存和恢复 |
| 5.2.4 信号处理状态的保存和恢复 |
| 5.2.5 主要算法 |
| 5.3 系统移植 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 实验分析 |
| 第七章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻硕期间的研究成果 |
（7）SmartOSEK容错运行库（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 图目录 |
| 表目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究基础和现状 |
| 1.3 研究目的 |
| 1.4 论文主要内容和贡献 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 第2章 SmartOSEK 容错运行库技术基础 |
| 2.1 SmartOSEK 操作系统 |
| 2.1.1 SmartOSEK 操作系统简介 |
| 2.1.2 SmartOSEK 改进目标 |
| 2.2 容错技术概述 |
| 2.2.1 故障、错误 |
| 2.2.2 硬件容错 |
| 2.2.3 软件容错 |
| 2.3 软件容错技术 |
| 2.3.1 重复运行 |
| 2.3.2 恢复块技术 |
| 2.3.3 多版本技术 |
| 2.3.4 N版本自检 |
| 2.3.5 分布式恢复块 |
| 2.3.6 其他容错策略 |
| 2.4 任务调度方式和容错调度算法 |
| 2.4.1 任务调度算法 |
| 2.4.2 容错调度算法 |
| 2.5 错误恢复策略 |
| 2.5.1 前向恢复策略 |
| 2.5.2 后向恢复策略 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 SmartOSEK 容错运行库整体设计 |
| 3.1 容错运行库概述 |
| 3.1.1 容错运行库与用户接口 |
| 3.1.2 容错运行库、操作系统和应用程序的关系 |
| 3.2 容错运行库总体实现目标 |
| 3.3 容错运行库总体设计 |
| 3.3.1 总体功能设计 |
| 3.3.2 总体模块设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 容错运行库主要模块设计与实现 |
| 4.1 错误检测模块的设计与实现 |
| 4.1.1 SmartOSEK定时器机制 |
| 4.1.2 错误检测设计 |
| 4.1.3 错误检测模块分类 |
| 4.2 容错策略选择模块的设计与实现 |
| 4.2.1 容错策略选择器设计 |
| 4.2.2 支持多种针对任务模型的容错 |
| 4.2.3 任务错误状态迁移 |
| 4.2.4 整体处理流程 |
| 4.3 容错策略模块的设计与实现 |
| 4.3.1 软件的可靠性和安全性概述 |
| 4.3.2 容错策略模块概述 |
| 4.3.3 容错策略模块支持的容错策略 |
| 4.3.4 容错策略模块的错误处理 |
| 4.4 多平台模块的设计与实现 |
| 4.4.1 分布式协调器的设计与实现 |
| 4.4.2 同步任务的算法 |
| 4.4.3 同步任务和协调器的交互算法 |
| 4.5 配置模块的设计与实现 |
| 4.5.1 对任务模块的扩充 |
| 4.5.2 容错扩展块 |
| 4.5.3 内部数据的访问 |
| 4.5.4 配置结构之间的关系 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 SmartOSEK容错运行库应用实例 |
| 5.1 应用实例 |
| 5.1.1 演示内容 |
| 5.1.2 应用实例设计 |
| 5.1.3 应用实例演示结果 |
| 5.2 应用实例 |
| 5.2.1 演示内容 |
| 5.2.2 应用实例设计 |
| 5.2.3 应用实例演示结果 |
| 5.3 应用实例三 |
| 5.3.1 演示内容 |
| 5.3.2 应用实例设计 |
| 5.3.3 应用实例演示结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 工作总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要的研究成果 |
| 攻读硕士学位期间参加的主要项目 |
| 致谢 |
（8）实时异构系统的集成动态调度模型与算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 实时系统与实时调度基本概念 |
| 1.1.1 实时系统基本概念 |
| 1.1.2 实时调度基本概念 |
| 1.2 实时系统与实时调度研究进展 |
| 1.2.1 实时系统研究进展 |
| 1.2.2 实时调度研究进展 |
| 1.3 实时调度研究中存在的不足 |
| 1.4 研究目标和内容 |
| 1.5 论文的组织结构 |
| 第2章 实时异构系统的集成动态调度模型 |
| 2.1 实时异构系统的系统模型 |
| 2.2 调度器模型 |
| 2.3 实时异构系统的统一任务模型 |
| 2.3.1 非精确计算模型 |
| 2.3.2 统一任务模型的描述 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于分批优化的实时异构系统的集成动态调度算法 |
| 3.1 相关定义 |
| 3.2 启发式搜索方法 |
| 3.3 任务分批规则 |
| 3.4 目标函数构造原则 |
| 3.6 基于批优化的任务调度策略 |
| 3.7 基于分批优化的实时异构系统的集成动态调度算法描述 |
| 3.8 对基于分批优化的实时异构系统集成动态调度算法的分析及讨论 |
| 3.9 非平衡指派问题直接解法 |
| 3.9.1 基本定理 |
| 3.9.2 直接解法 |
| 3.10 本章小结 |
| 第4章 仿真实验与分析 |
| 4.1 性能评估标准 |
| 4.2 仿真实验方法 |
| 4.2.1 仿真实验参数 |
| 4.2.2 仿真实验任务生成方法 |
| 4.3 仿真实验结果及其分析 |
| 4.3.1 处理器间的速度差异对调度成功率等的影响 |
| 4.3.2 软实时任务概率对调度成功率等的影响 |
| 4.3.3 最大回溯次数对调度成功率等的影响 |
| 4.3.4 分批窗口大小对调度成功率等的影响 |
| 4.3.5 任务的可延迟度对调度成功率等的影响 |
| 4.3.6 任务访问资源的概率的多少对调度成功率等的影响 |
| 4.3.7 任务对系统中资源数要求的多少对调度成功率等的影响 |
| 4.3.8 调度长度的大小对调度成功率等的影响 |
| 4.3.9 处理器数对调度成功率等的影响 |
| 4.4 算法的时间复杂度分析 |
| 4.5 仿真实验结论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结束语和未来的工作展望 |
| 5.1 论文所做的主要工作和创新点 |
| 5.2 未来的工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表及录用的论文 |
| 攻读博士学位期间参加项目情况 |
（9）数控实时系统调度理论及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 数控系统及其实时计算需求 |
| 1.1.2 实时系统调度理论研究现状 |
| 1.1.3 本文的研究动机 |
| 1.2 论文的主要研究内容 |
| 1.3 论文的结构 |
| 参考文献 |
| 第二章 实时系统调度理论 |
| 2.1 实时任务及其属性 |
| 2.1.1 任务与任务的时间属性 |
| 2.1.2 任务的分类 |
| 2.1.3 任务的相关性 |
| 2.2 实时调度算法研究 |
| 2.2.1 实时调度算法概述 |
| 2.2.2 静态实时调度算法 |
| 2.2.3 动态实时调度算法 |
| 2.2.4 混合任务集调度算法 |
| 2.3 实时任务执行时间预测 |
| 2.3.1 执行时间预测的原则与思路 |
| 2.3.2 实时程序执行路径分析 |
| 2.3.3 机器指令的执行时间 |
| 2.3.4 影响 WCET因素的综合分析 |
| 2.4 问题的提出 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 启发式最佳优先实时调度算法 |
| 3.1 混合任务系统的调度模型 |
| 3.1.1 任务的时间参数描述 |
| 3.1.2 任务切换 |
| 3.1.3 调度目标 |
| 3.2 启发式最佳优先搜索策略 |
| 3.2.1 启发式最佳优先搜索策略求解问题的描述 |
| 3.2.2 启发式评估函数的构造 |
| 3.3 混合任务集的BF调度算法 |
| 3.4 算法示例 |
| 3.5 算法复杂度分析与适用性讨论 |
| 3.6 算法性能分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 混合任务集的容错调度 |
| 4.1 容错理论 |
| 4.1.1 容错的概念 |
| 4.1.2 冗余管理 |
| 4.1.3 容错处理技术 |
| 4.2 实时容错调度 |
| 4.2.1 永久性故障容错调度 |
| 4.2.2 暂时性故障容错调度 |
| 4.3 基于回卷恢复和 BF算法的容错调度 |
| 4.3.1 回卷恢复模型 |
| 4.3.2 基于回卷恢复和 BF算法的容错调度策略 |
| 4.4 算法模拟及性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 实时任务执行时间预测 |
| 5.1 执行路径分析概述 |
| 5.2 程序结构的扩展控制流程图描述 |
| 5.2.1 时间属性扩展控制流程图 |
| 5.2.2 CPU周期的绝对时间估算 |
| 5.3 分支条件显式冲突的预处理消除 |
| 5.3.1 不可达路径与分支语句冲突 |
| 5.3.2 显式冲突的预处理消除 |
| 5.4 WCET的启发式分析算法 |
| 5.4.1 程序的符号执行 |
| 5.4.2 基于符号执行和分支定界思想的WCET算法 |
| 5.4.3 算法应用实例 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 实时数控系统的设计与实现 |
| 6.1 设计对象分析 |
| 6.1.1 数控系统任务组成与工作过程 |
| 6.1.2 多任务并行处理 |
| 6.2 控制流程的表达与设计 |
| 6.2.1 控制流程表达的实时有限状态机模型 |
| 6.2.2 基于时间约束网络的控制流程可调度性分析 |
| 6.2.3 数控系统故障处理流程的设计分析 |
| 6.3 可容错数控调度程序设计 |
| 6.4 实时全软件数控系统的实现 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 结论及进一步的工作 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 进一步的工作 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文和参加科研情况 |
| 1 发表或录用的学术论文 |
| 2 参加的科研项目 |
| 致谢 |
（10）实时系统任务调度若干关键技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的与意义 |
| 1.1.1 实时系统应用背景 |
| 1.1.2 研究目的与意义 |
| 1.2 实时系统概述 |
| 1.2.1 实时系统体系结构 |
| 1.2.2 实时系统特征 |
| 1.2.3 实时系统分类 |
| 1.2.4 实时任务分类 |
| 1.3 实时任务调度技术现状 |
| 1.3.1 经典调度理论 |
| 1.3.2 实时任务调度理论 |
| 1.3.3 国内外发展与研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究内容相关性 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 第2章 基于抢占时间PETRI网的实时系统建模 |
| 2.1 实时系统参考模型 |
| 2.1.1 模型总览 |
| 2.1.2 周期任务模型 |
| 2.2 可抢占的时间PETRI网模型 |
| 2.2.1 形式化定义 |
| 2.2.2 行为语义 |
| 2.3 状态空间分析 |
| 2.3.1 状态类的语义可达性 |
| 2.3.2 可达性分析 |
| 2.4 任务集建模和检验 |
| 2.4.1 独立任务建模与比较 |
| 2.4.2 多处理器优先约束任务建模与检验 |
| 2.4.3 复杂性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 周期任务可调度性分析方法 |
| 3.1 背景和问题描述 |
| 3.1.1 背景 |
| 3.1.2 问题提出及贡献 |
| 3.2 基于时间需求的任务可调度性分析 |
| 3.2.1 时间需求分析 |
| 3.2.2 任务可调度性测试方法 |
| 3.2.3 性能仿真 |
| 3.3 改进的基于抢占阈值的任务可调度性分析 |
| 3.3.1 抢占阈值调度假设与过程 |
| 3.3.2 任务集可调度性、属性分配和定量评估 |
| 3.3.3 抢占阈值调度的可调度性分析 |
| 3.3.4 性能比较 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 不受控的任务优先级逆转防范方法 |
| 4.1 问题描述 |
| 4.1.1 一般优先级逆转 |
| 4.1.2 非受控的优先级逆转 |
| 4.2 传统解决方案 |
| 4.2.1 禁用所有硬件中断 |
| 4.2.2 基本优先级继承协议 |
| 4.2.3 基本优先级限顶协议 |
| 4.3 基于抢占阈值模型的方案 |
| 4.3.1 抢占阈值模型 |
| 4.3.2 抢占阈值模型下的优先级逆转 |
| 4.3.3 性能仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 与或优先约束任务调度算法 |
| 5.1 问题描述与相关工作 |
| 5.2 非精确计算技术 |
| 5.3 与/或网模型描述 |
| 5.4 与或优先调度的可行性 |
| 5.5 与/或优先约束任务启发式调度算法 |
| 5.5.1 问题的复杂性 |
| 5.5.2 跳跃系统最小完成时间算法 |
| 5.6 最早开始调度算法 |
| 5.6.1 ES算法调度可行性及问题描述 |
| 5.6.2 严格正处理时间下的ES算法 |
| 5.6.3 算法示例与分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 多处理器任务分配算法选择原则的分析 |
| 6.1 调度策略 |
| 6.2 多处理器任务调度模型 |
| 6.3 装箱问题的启发式算法 |
| 6.4 划分策略下的RM调度方法 |
| 6.4.1 多处理器RM可调度性判定条件 |
| 6.4.2 基于划分方案的启发式RM任务分配算法 |
| 6.4.3 多处理器分配算法利用率界分析 |
| 6.5 性能仿真 |
| 6.5.1 处理器集和任务集描述 |
| 6.5.2 性能指标 |
| 6.5.3 实验结果及分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、非精确任务集的容错单调比率调度（论文参考文献）
- [1]面向能耗-温度优化的实时任务调度方法研究[D]. 李甜甜. 东北大学, 2018(01)
- [2]热感知自主获能实时系统任务调度机制研究与算法设计[D]. 陈靓. 华东师范大学, 2013(S2)
- [3]分布式系统混合任务实时容错调度算法研究[D]. 李皓明. 沈阳建筑大学, 2013(05)
- [4]安全关键嵌入式实时软件的关键非功能属性分析研究[D]. 桂盛霖. 电子科技大学, 2011(06)
- [5]飞行模拟器的计算机系统实时调度与通信关键技术研究[D]. 郑书朋. 哈尔滨工业大学, 2011(04)
- [6]一种可生存实时操作系统的研究和实现[D]. 韩思杰. 电子科技大学, 2008(04)
- [7]SmartOSEK容错运行库[D]. 苏晓龙. 浙江大学, 2007(02)
- [8]实时异构系统的集成动态调度模型与算法研究[D]. 李建国. 中南大学, 2006(01)
- [9]数控实时系统调度理论及应用研究[D]. 姚鑫骅. 浙江大学, 2006(12)
- [10]实时系统任务调度若干关键技术的研究[D]. 王涛. 哈尔滨工程大学, 2006(12)