当前位置:主页 > 科技论文 > 计算机论文 >

基于树状线性规划搜索的单调速率优化设计

发布时间:2018-12-24 08:55
【摘要】:改善单调速率(rate monotonic,简称RM)可调度性判定算法的效率,是过去40年计算机实时系统设计的重要问题.最近,研究人员把可调度性判定问题扩展到了更一般的优化设计问题,即,如何调节在区间可选择情况下的任务运行时间,使得:(1)系统RM可调度;(2)系统的某个性能(如CPU利用率)达到最优.在已有的求解实时系统RM优化设计问题的方法中,都是先把原问题建模成广义约束优化问题,然后再对广义约束优化问题进行求解.但现有方法的求解速度较慢,任务数较多时不再适用.提出一种求解优化问题的方法——基于树状的线性规划搜索(linear programming search,简称LPS)方法.该方法先将实时系统RM优化设计问题建模成广义约束优化问题,再将其分拆成若干线性规划子问题,然后构造线性规划搜索树,利用剪枝搜索算法求解部分线性规划子问题,最后得到优化解.实验结果表明:LPS方法相比于已有的方法能够节省20%~70%的求解时间,任务数越多,节省时间越多.该研究成果可以与计算机可满足性模定理(satisfiability modulo theories,简称SMT)领域的多个研究热点问题联系起来,并可望改善SMT问题的求解效率.
[Abstract]:Improving the efficiency of monotone rate (rate monotonic, (RM) schedulability decision algorithm is an important problem in the design of computer real-time system in the past 40 years. Recently, researchers extended the schedulability decision problem to the more general optimization design problem, that is, how to adjust the task running time under the condition of interval selection, which makes: (1) system RM schedulable; (2) the performance of the system (such as CPU utilization) is optimized. In the existing methods for solving the RM optimization design problem of real-time systems, the original problem is modeled as a generalized constrained optimization problem, and then the generalized constrained optimization problem is solved. However, the existing methods are slow to solve the problem and are no longer applicable when the number of tasks is more. In this paper, a method for solving optimization problems is presented, which is based on a tree-like linear programming search method called (linear programming search, (LPS). In this method, the RM optimization design problem of real-time system is modeled as a generalized constrained optimization problem, then it is divided into several linear programming subproblems, and then the linear programming search tree is constructed, and the pruning search algorithm is used to solve the partial linear programming subproblem. Finally, the optimal solution is obtained. The experimental results show that the LPS method can save 20% 70% of the solving time compared with the existing methods, the more tasks, the more time is saved. The research results can be related to many hot problems in the field of computer satisfiability modulus theorem (satisfiability modulo theories, (SMT), and it is expected to improve the efficiency of solving SMT problem.
【作者单位】: 中国科学院软件研究所基础软件国家工程研究中心;中国科学院大学;计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所);中国科学院软件研究所互联网软件技术实验室;
【基金】:国家自然科学基金(61170072) 国家青年科学基金(61303057) 中国科学院、国家外国专家局创新团队国际合作伙伴计划~~
【分类号】:TP301.6;TP302

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 王永吉,陈秋萍;单调速率及其扩展算法的可调度性判定[J];软件学报;2004年06期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 王娟;吴秀文;张钟澍;;实时操作系统集成调度的两级方案设计[J];成都信息工程学院学报;2007年01期

2 谢永悠;杨斌;刘海青;;基于面向对象的嵌入式设备检测方法的设计与实现[J];成都信息工程学院学报;2010年04期

3 徐德;;嵌入式Linux操作系统调度算法改进[J];电脑知识与技术;2011年07期

4 王涛;刘大昕;;基于顶点覆盖问题解的与/或优先约束任务调度算法[J];哈尔滨工程大学学报;2007年05期

5 洪雪玉;张凌;袁华;;Linux下的实时调度算法[J];华南理工大学学报(自然科学版);2008年04期

6 邢建生;刘军祥;王永吉;;RM及其扩展可调度性判定算法性能分析[J];计算机研究与发展;2005年11期

7 陈尹立;彭诗力;廖春蓝;;基于阻塞调度的优先级反转解决策略[J];计算机工程与应用;2007年22期

8 杨麟祥;岳继光;张晓云;;POSIX零星事件调度策略的研究与实现[J];计算机工程与应用;2009年11期

9 赵维Oz;李迪;万加富;黄培灿;;网络化运动控制系统的经典调度算法应用研究[J];计算机工程与应用;2010年29期

10 肖和龙;唐文胜;;基于RTAI改进的Linux实时调度算法[J];计算机工程与应用;2012年01期

相关会议论文 前1条

1 叶永凯;董威;舒绍娴;徐小平;;freeRTOS内核的RM调度器的设计与实现[A];第十六届计算机工程与工艺年会暨第二届微处理器技术论坛论文集[C];2012年

相关博士学位论文 前10条

1 殷进勇;可重构系统中实时任务调度算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 朱萍;硬实时容错调度算法研究[D];华中科技大学;2011年

3 祝义;嵌入式软件需求规约到软件体系结构模型的转换研究[D];南京航空航天大学;2011年

4 赵明;具备约束的实时调度关键问题的研究[D];东北大学;2010年

5 陈积明;弱硬实时系统及其调度算法[D];浙江大学;2005年

6 高军礼;基于模型驱动开发方法的开放式结构计算机数控系统的研究[D];华南理工大学;2005年

7 王涛;实时系统任务调度若干关键技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

8 姚鑫骅;数控实时系统调度理论及应用研究[D];浙江大学;2006年

9 李建国;实时异构系统的集成动态调度模型与算法研究[D];中南大学;2006年

10 李俊;容错硬实时系统的可调度性分析[D];华中科技大学;2007年

相关硕士学位论文 前10条

1 赵萍;模型驱动系统中模型转换技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 石林勇;多处理器全局FP调度算法的研究[D];江苏大学;2010年

3 王岩;基于ARM的动态压力记录分析仪的研究与开发[D];长春工业大学;2010年

4 李婷;实时系统中混合调度策略的研究[D];昆明理工大学;2008年

5 李玉奇;基于Linux的实时嵌入式操作系统内核的改进研究[D];沈阳理工大学;2011年

6 徐建华;基于AADL的ARINC653配置工具的研究与实现[D];西南交通大学;2011年

7 翟玉健;支持IPv4/IPv6混合网络的传输软件研究和实现[D];南京航空航天大学;2010年

8 赵明阳;基于嵌入式实时操作系统的软总线技术研究[D];南京航空航天大学;2011年

9 王凯;基于多核的嵌入式操作系统的研究和设计[D];南京航空航天大学;2010年

10 陈磊;嵌入式实时操作系统ARTs-OS的EDF调度算法改进[D];华中科技大学;2011年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 邹勇,李明树,王青;开放式实时系统的调度理论与方法分析[J];软件学报;2003年01期

2 金宏,王宏安,王强,戴国忠;一种任务优先级的综合设计方法[J];软件学报;2003年03期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 屠梅红,虞慧群;分布式实时系统设计的一种扩展方法[J];华东理工大学学报;2002年03期

2 李勇,李宣东,郑国梁;检验实时系统的有序时段性质[J];南京大学学报(自然科学版);2003年05期

3 夏德深;郑阿奇;;应用高级BASIC陷阱技术开发实时系统[J];微型机与应用;1992年12期

4 杨英;可安装在内部的实时系统[J];管理科学文摘;1995年10期

5 毛羽刚,张拥军,金士尧;强实时系统的调度[J];计算机工程与科学;2000年02期

6 郭江鸿;张敏;;一种基于整体优先级空间的实时系统中断管理模型[J];嘉应学院学报;2007年06期

7 庞丽萍,张前锋;分布式实时系统的组资格成员算法[J];华中理工大学学报;2000年01期

8 屠梅红,虞慧群;分布式实时系统的一种转化设计方法[J];华东理工大学学报;2001年05期

9 胡华平,金士尧,王维;分布式实时系统的高可靠性研究与实现[J];计算机研究与发展;1998年09期

10 李天铎;实时方式标准化[J];管理科学文摘;1998年03期

相关会议论文 前1条

1 杨仕平;熊光泽;桑楠;;基于双超时检测机制的三维容错实时系统[A];第十届全国容错计算学术会议论文集[C];2003年

相关博士学位论文 前3条

1 邹勇;开放式实时系统的调度方法研究[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2003年

2 陈宇;高可靠容错实时系统的支撑技术研究[D];电子科技大学;2001年

3 周正勇;实时系统的容错调度技术研究[D];华中科技大学;2014年

相关硕士学位论文 前6条

1 周劲;基于消息的分布式实时系统的时间记账机制[D];重庆大学;2006年

2 邢静宇;能量敏感实时系统中的能量管理研究与应用[D];广东工业大学;2006年

3 王晓寅;基于实时系统的STM32网络应用[D];华东师范大学;2011年

4 符利华;基于CPS的实时系统的面向方面的容错调度模型[D];广东工业大学;2011年

5 刘军万;分布式实时系统中动态负载共享算法的研究[D];中南大学;2002年

6 胡鹏;基于定点DSPs的实时系统设计与实现[D];武汉理工大学;2003年



本文编号:2390427

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/2390427.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户69945***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com