分布式实时系统任务容错调度优化算法研究

发布时间：2020-12-04 01:53

　　随着计算机应用的日益流行,分布式实时系统的应用范围越来越广。实时系统具有严格的实时性和可靠性要求,确保实时系统的实时性和可靠性已经成为实时系统研究中亟待解决的问题。实时系统容错调度算法是确保实时性和可靠性的有效方法。任务容错调度是分布式实时系统的一个关键问题,有效的分布式实时系统任务容错调度算法对发挥系统的性能、保证实时系统任务可调度性及可靠性都具有非常重要的意义。分布式实时系统调度首先要确保单机中任务在瞬时性故障发生情况下能够在截止时间内完成,同时也要确保在系统中节点永久性故障发生情况下任务能够在截止时间内完成。目前实时系统容错调度算法虽然已经得到了大量研究,但是仍有一些问题未解决,这些问题限制了现有容错调度算法的应用。因此本论文综合分析目前实时系统任务容错调度算法的研究状况,对分布式实时系统中单机容错调度算法的优化及分布式实时系统任务容错调度算法进行深入研究。本文主要贡献可归纳为以下几点:针对实时系统卷回恢复容错模型只能容忍一次故障发生及单机容错调度算法大多是基于一次故障情况或者是固定故障次数情况下的优化检查点间隔的缺陷,提出了任务局部优化检查点间隔求解算法,使故障发生次数由任务实... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：128 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

基于检查点设置与卷回恢复技术的容错模型

一次故障情况时的优化检查点间隔，而实际情况下任务执行过程中系统发生多次故障??的情况是极有可能出现的。??图２．１为基于检查点设置与卷回恢复技术的容错模型［２（）］，该模型为％?＝６且故障发??生次数＆?＝?２时任务＆的执行情况。故障在任务＆的第二个和第六个检查点间隔的故障??检测阶段被检测出来（任务＾的第Ｊ个检查点间隔表示为ｒ／）。基于该模型，在系统可能??发生多次故障的情况下，考虑检查点设置开销、故障检测开销、卷回恢复开销，任务??ｒ，的最坏响应时间计算公式可表示为检查点间隔《，．和故障发生间隔的函数，计算公??式如式Ｃ２－１；）所示。??ｒ’?＾￣￣Ｂ?｜?ｉｆ?｜?■??ｒ故障■〇检查点设置开销圍《故障检测开销?卷回恢复开销??图２．１基于检查点设置与卷回恢复技术的容错模型??Ｆｉｇ．２．１?Ｔｈｅ?ｆａｕｌｔ－ｔｏｌｅｒａｎｔ?ｍｏｄｅｌ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ｃｈｅｃｋｐｏｉｎｔ?ａｎｄ?ｒｏｌｌｂａｃｋ?ｒｅｃｏｖｅｒｙ??式（《，；）??＂ｉ?ｒ?ｎ?／?＼??＝Ｃ?＋？?？（〇?＋？；）＋?Ｘ！?－（ｃ?＋ｎｉ?■（〇．?＋ａ．））＋?．?ｍａｘ?—?＋?／Ｊ．．＋ａ．??（２－１）??ｉ？，（？，＿，＆）是任务ｒ，．的最坏执行时间、检查点设置时间和故障检测时间、高优先级??２４??

３?１０?８?１０?１１—?３?Ｐｒ３?２１００?２１００?２２０?１５?１?１?１?２?２?１５８２．７５??ｒ４?２６００?２６００?２８０?２０?１?１?１５?３?１?２０１２查点间隔全局优化算法??基于任务集合的检查点间隔全局优化算法??有优先级关系的多任务并发执行时，高优先级任务的执行会抢占低此每个任务执行过程中系统故障发生次数较单独执行时有所变化。如图务ｒ，．执行过程中，由于高优先级任务巧的周期性抢占，使任务ｒ，的响为８０，其故障发生次数较任务ｒ，单独执行时的次数（「７３／１５＂］＝５）增加。任务巧执行过程中，由于高优先级任务５的周期性抢占，使任务ｒ，的变为５５，其故障发生次数较任务ｒ，单独执行时的次数（「１８／１５＞２）减少局部优化检査点间隔并不是任务集全局最优检查点间隔，需要对每个任间隔的全局优化。检査点间隔全局优化通过增加或减小任务的检查点数截止时间要求的任务可以抢占其他任务的空闲时间。??尸故障??ｉ？？ｒ＝?８〇ｉ？？ｒ＝?７，７＝ｉ５


本文编号：2896825