實(shí)時(shí)系統(tǒng)調(diào)度算法的搶占控制模型及其遺傳算法實(shí)現(xiàn).pdf

1、嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)主要面向現(xiàn)實(shí)世界中與時(shí)間因素相關(guān)的應(yīng)用需求,在工業(yè)控制、航空航天和軍事設(shè)備等眾多領(lǐng)域里有著廣泛的應(yīng)用,它所關(guān)注的不僅是計(jì)算結(jié)果在邏輯上的正確性,而且還有輸出結(jié)果時(shí)間上的及時(shí)性。另外,嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的處理能力和內(nèi)存容量往往是有限的,這需要調(diào)度算法能恰當(dāng)?shù)嘏帕腥蝿?wù)執(zhí)行順序,在保證系統(tǒng)可調(diào)度性的同時(shí)使用更少的資源。
　　 基于上述因?yàn)?本文首先根據(jù)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)和需求對現(xiàn)有調(diào)度算法存在的缺點(diǎn)和不足進(jìn)行分析,提出了一種基于

2、非搶占時(shí)間片的搶占控制優(yōu)化模型。該模型以任務(wù)的最差響應(yīng)時(shí)間小于其時(shí)限作為任務(wù)可調(diào)度性判斷的充要條件,因此該模型應(yīng)該能夠在保證任務(wù)可調(diào)度性的同時(shí),使任務(wù)集合在執(zhí)行期間發(fā)生的總搶占次數(shù)最小,其結(jié)果就是既保證了任務(wù)集合的可調(diào)度性又降低了由于搶占而引起的資源開銷。
　　 然后,使用遺傳算法對優(yōu)化模型進(jìn)行了脫機(jī)實(shí)現(xiàn)。為了提高遺傳搜索的效率,本文中遺傳算法初始個(gè)體的設(shè)計(jì)采用了以次優(yōu)值為啟發(fā)性初值的方法。由于遺傳運(yùn)算過程中會(huì)產(chǎn)生非法解(即產(chǎn)生

3、的任務(wù)搶占次數(shù)使整個(gè)任務(wù)集合不可調(diào)度),本文采用了一種懲罰函數(shù)的方式來解決此問題。
　　 最后,本文通過實(shí)測對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)和分析。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的軟件平臺(tái)為嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)WebitOS。通過在WebitOS上使用C語言編程將遺傳算法計(jì)算出來的結(jié)果加以實(shí)現(xiàn),同時(shí)創(chuàng)建大量的任務(wù)在不同調(diào)度算法下對其進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)果顯示基于非搶占時(shí)間片的搶占控制優(yōu)化模型確實(shí)能夠在保證任務(wù)的可調(diào)度性、實(shí)時(shí)性的同時(shí),有效減少不同調(diào)度算法下任務(wù)發(fā)生搶占的次數(shù)