CPS异构分布实时系统中带负载因子的容错调度

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1、万方数据第19卷V01．19第7期No．7电子设计工程ElectronicDesignEngineering2011年4月Apr．2011CPS异构分布实时系统中带负载因子的容错调度符利华．张立臣(广东工业大学计算机学院，广东广州510006)摘要：介绍了Cyber-PhysiealSystems的基本内容，给出了基于Cyber-PhysiealSystems异构分布式中的实时任务系统模型。并在该模型下结合基／副版本备份技术提出了两种适应于Cyber-PhysicalSystems异构分布式实时环境的启发式容错调度算法：HDLMA算法和HDLFA算法。最后针对这两种算法。分析了算法

2、可调度性，负载均衡性。任务枉度大小对负栽均衡性的影响．以及调度闽值对算法可调度性的影响。关键词：Cyber-PhysicalSystems；负载因子；异构分布式实时系统；容错调度算法中图分类号：TP316．4文献标识码：A文章编号：1674--6236(2011)07-0001埘Fault—tolerantschedulingalgorithmwiththeloadfactorinCyber--PhysicalSystemsheterogeneousdistributedreal·-timesystemsFULi—hua，ZHANGLi-ehen(FacultyofComputer

3、，GuangdongUnivers缈ofTechnology，Guangzhou510006，China)Abstract：Thispaperintroducedthenewestissue—Cyber-PhysicalSystems(CPS)andsomebasiccontentsofCyber-PhysicalSystems．Andthen，itgaveaheterogeneousdistributedreal-timetasksystemmodelintheCyber-PhysicalSystems．Based011thismodelandtheprimary—backupt

4、echnology，thispaperproposedtwofault—tolerantschedulingalgorithms，whichadapttotheheterogeneousdistributedreal-timeenvironmentofCyber-PhysiealSystems：HDLMA(HeterogeneousDistributedMinLoadingAlgorithm)andHDLFA(HeterogeneousDistributedLoadingFactorAlgorithm)．Finally，thispaperanalyzedtheirschedulab

5、ility，loadbalancing．theinfluenceofthegranularityoftasksonloadbalancing鹪wella8howschedulingthresholdaffectstheschedulability．Keywords：Cyber-PhysicalSystems；loadfactor；heterogeneousdistributedreal·-timesystem；fault··tolerantschedulingalgorithm计算机网络技术不仅从单机发展到全球互联的因特网．而且早已渗透到电信网和有线电视网，人们对网络的快捷性、稳定

6、性、安全性、可控性、协作性的要求更是越来越高。与此同时，更多物理设备连入到网络中，智能家居、远程医疗、交通运输、丁业控制等领域的专用网络，嵌入式设备，智能芯片，都不断直接或间接地融人到互联网中【IJ。随着新的网络技术、控制技术、计算技术和安全监控技术的不断涌现，Cyber-physicalSystems(CPS)11q目前已经成为物理设备系统互联的发展新趋势。CPs系统将作为计算进程和物理进程的统一体，通过人机交互接口实现和物理进程的交互，并使用网络化空间以远程的、可靠的、实时的、安全的、协作的方式操控一个物理实体。CPS工程化系统【¨咆含了将来无处不在的环境感知，嵌入式计算、网络

7、通信和网络控制等系统工程．它比互联网更具有计算、通信、精确控制、远程协作和自治功能。CPs将实现计算进程和物理进程的统一，使网络遍及环境感知、嵌入式计算、通信和控制的各个领域。许多学者对异构分布式系统中具有主，副多个版本的进程调度问题做了大量的研究M。文献14l研究了如何将不含备份进程的非容错调度算法转换为含有备份进程，具有容错特性的调度算法。文献【5l引入可靠性代价概念对异构系统中的可靠性进行了评估，并提出了最大化系统可靠性的调度算法。然而上述算法都没有考虑负载均衡