浅论实时操作系统中抢占控制调度算法研究及其仿真实现

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1、分类号UDC密级1934417学位论文实时操作系统中抢作者姓名：王竟时指导教师：徐久强信息科学申请学位级别：硕士学科专业名称：计算机应论文提交日期：2008年5学位授予日期：2008年评阅人：龇青}上≥卜二，≈．i：AThesisfortheDegreeofMasterinComputerApplicationTechnologyResearchandSimulationofPreemptionControlSchedulingAlgorithmforReal—-TimeOperatingSystemsbyWangJings

2、hiSupervisor：ProfessorXuJiuqiangNortheasternUniversityJune2008●独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：多％耐Et期：∥口澎6目刃磅学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：

3、即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年口学位论文作者签名：签字日期：导师签名：签字日期：●■东北大学硕士学位论文摘要实时操作系统中抢占控制调度算法研究及其仿真实现摘要在硬实时嵌入式系统中，任务间的抢占不仅导致操作系统上下文切换的时间开销，而且还会造成存储器、网络、外界环境等资源的浪费和能源的消耗。因此如何在保证系统实时性的同时，对硬实时任

4、务调度中的抢占开销进行优化，提高系统性能是本文研究的主要问题。本文在实时系统通用的周期性任务模型的基础上对固定优先级及动态优先级实时调度进行了分析，并提出了一种基于时间片的抢占控制模型。该模型以抢占次数作为特征参数对实时任务调度进行了优化。然后，使用遗传算法对该抢占控制模型进行了离线实现。由于遗传优化产生的任务抢占次数会使整个任务集合具有不可调度性，所以本文采用了一种惩罚函数的方式来解决该问题。为了测试该模型在不同的调度情况下的表现，本文在Matlab上利用TORSCHE工具箱搭建仿真测试环境，对基于时间片的抢占控制优化模型

5、进行了仿真，并与标准RM、EDF调度模型的仿真实验数据进行了对比。从仿真结果可知，基于时间片的抢占控制模型可以在经典的调度方法中有效的减少任务的抢占次数。最后在WebitOS将遗传算法计算出来的结果加以编程实现，同时创建大量的任务集，在不同的调度算法下对其进行检验，其结果显示，该模型在WebitOS中实际的测试结果与仿真结果比较吻合，即该模型在实际的应用中可以有效的减少任务的抢占次数。关键词：实时系统；调度算法；抢占调度；遗传算法；抢占控制模型；时间片y东北大学硕士学位论文AbstractResearchandSimulat

6、ionofPreemptionControlSchedulingAlgorithmforReal—TimeOperatingSystemsAbstractInhardreal-timeembeddedsystems，thepreemptionoftasksnotonlyincursoverheadsofswitchingamongdifferentcontexts，butalsobringsaboutlowefficiencyandadditionalconsumptionintheuseofmemory,networkan

7、dotherresources．Thus，howtooptimizetheoverheadsofhardreal-·timepreemptivetaskschedulingandhowtoguaranteereal·-timeatthesametimeareproposedasthemainsubjectofthispaper．Onthebasisofthegeneralperiodicaltaskmodelinreal-timesystems，theauthoranalyzesthefixed—priorityreal—t

8、imeschedulingaswellasthedynamicpriorityreal-timeschedulingandthenproposesapreemptivecontrolmodelbasedontimeslice．Themodel，withthenumberofpreempti