基于CPS的实时系统的面向方面的容错调度模型

发布时间：2023-06-03 18:05

　　随着计算技术、网络技术和控制技术的深入发展,一种最新的复杂系统Cyber-physical Systems应运而生。Cyber-physical Systems是运用3C技术和3i技术手段集计算、通信与控制于一体的下一代智能系统。Cyber-physical Systems高可靠性要求已成为影响其安全、可控的关键因素,提高Cyber-physical Systems实时系统的可靠性具有重要意义。实时任务的容错调度作为保障实时系统可靠性的重要技术,已经成为实时系统研究的热点。因此,研究和设计出高效、简单、适应于Cyber-physical Systems实时系统的容错调度模型和算法是Cyber-physical Systems需要解决的首要问题。本文也是在此背景下研究Cyber-physical Systems实时系统的容错调度模型和算法。 本文首先介绍了Cyber-physical Systems的体系结构、与物联网的关系、新特点以及Cyber-physical Systems的应用前景。然后引入面向方面编程技术和UML扩展机制,利用UML扩展框架,实现UML在面向方面的建模技术和横切...

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 本课题的研究工作和意义
        1.2.1 Cyber-Physical Systems简述
        1.2.2 实时系统
        1.2.3 面向方面技术
        1.2.4 实时系统的动态容错调度模型
    1.3 本论文的组织结构
第二章 Cyber-physical Systems
    2.1 Cyber-physical Systems的发展
    2.2 Cyber-physical Systems体系结构原型
    2.3 Cyber-physical Systems的特征
        2.3.1 Cyber-physical Systems与物联网的关系
        2.3.2 Cyber-physical Systems的主要特征
    2.4 本章小结
第三章 面向方面编程技术与UML扩展框架
    3.1 面向方面的基本概念
    3.2 面向方面的核心思想
        3.2.1 关注点和横切关注点
        3.2.2 面向方面技术的实现步骤
        3.2.3 面向方面技术的优点
    3.3 UML扩展机制
        3.3.1 UMLTM框架在容错方面的扩展
        3.3.2 UMLTM框架在时间方面的扩展
    3.4 本章小结
第四章 Cyber Physical网络环境下的实时系统
    4.1 实时系统
    4.2 Cyber-physical Systems实时系统
        4.2.1 基本概念
        4.2.2 CPS分布式异构实时系统的特征
        4.2.3 任务模型
        4.2.4 CPS分布式实时系统中任务的可调度性证明
    4.3 CPS异构分布式实时系统任务调度算法的评估
        4.3.1 CPS异构分布式实时系统任务调度算法的性能
        4.3.2 CPS异构分布式实时系统任务调度算法的评估标准
        4.3.3 CPS异构分布式实时系统任务调度算法的稳定性
        4.3.4 系统的负载均衡性
    4.4 本章小结
第五章 CPS异构分布式实时系统的容错调度
    5.1 容错系统与容错原理
        5.1.1 容错技术
        5.1.2 容错技术的基本思想
        5.1.3 Cyber Physical网络环境中的容错方法
    5.2 容错调度算法模型
        5.2.1 容错调度算法的发展状况
        5.2.2 动态负载均衡的容错调度算法
    5.3 面向方面的容错模型
        5.3.1 CPS实时系统的关注点分离
        5.3.2 故障的方面分离
        5.3.3 时间方面分离
    5.4 面向方面的CPS实时容错算法(AO_CPS_RTFT)
    5.5 对算法的评价与实验图分析
        5.5.1 算法负载均衡性
        5.5.2 任务失败率
    5.6 本章总结
第六章 实例:城市地铁系统
    6.1 城市地铁系统概述
        6.1.1 物理传感层
        6.1.2 通信层
        6.1.3 信息处理层
        6.1.4 应用层
    6.2 城市地铁系统的面向方面容错调度
        6.2.1 列车进出站的面向方面模型描述
        6.2.2 容错组件
        6.2.3 列车进出站调度时序图
    6.3 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文
致谢



本文编号：3829780