面向信息物理系统的实时数据对象调度关键技术研究

《面向信息物理系统的实时数据对象调度关键技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号学号Ｄ２０１３７７７３８１〇４８７学校代码密级＃肀科技人寧博士学位论文面向信息物理系统的实时数据对象调度关键技术研究学位申请人：周春阳学科专业：计算机软件与理论指导教师：李国徽教授答辩日期：２０１９年１月２日ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｉｎＰａｒｔｉａｌＦｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅＲｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅＤｅｇｒｅｅｏｆＤｏｃｔｏｒｏｆＰｈｉｌｏｓｏｐｈｙｉｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＫｅＴｅｃｈｎｏ－ｙｌｏｉｅｓ

2、ｏｆＲｅａｌＴｉｍｅＤａｔａｇＯｂｅｃｔＳｃｈｅｄｕ－ｌｉｎｆｏｒＣｅｒＰｈｓｉｃａｌＳｓｔｅｍｓｊｇｙｂｙｙＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＺｈｏｕＣｈｕｎｙａｎｇＭａｏｒ：ＣｏｍｕｔｅｒＳｏｆｔｗａｒｅａｎｄｊｐＴｈｅｏｒｙＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＬｉＧｕｏｈｕｉＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＷｕｈａｎ４３００７４Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ，Ｊａｎｕａｒｙ，２０１９独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行

3、的研宄工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研宄成果。对本文的研宄做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。？学位论文作者签名．丨７日期：本＃／月￥日学位论文版权使用授权书目卩本学位论文作者完全了解学校有关保留，：、使用学位论文的规定学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、

4、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。，年解密后适用本授权书在。保密□树文属于不保密ｙ“”（请在以上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：指导教师签曰期：初年月汐曰曰期年ｆ月＜？／华中科技大学博士学位论文摘要信息物理系统ｒ－Ｐｈｓｃａｓｔｅｍｓ）（ＣＰＳ：ＣｙｂｅｙｉｌＳｙ为现实世界与计算世界之间的深度一Ｐ一融合提供了可能，正成为新代信息技术的热点。在众多ＣＳ应用中，有很大部分是为了支持实时数据处理，例如工业自动化系统，智能机器人控制，健康监控系统，智慧城市管理等。这类ＣＰＳ所采集的数据对象大多数具有实时

5、性要求，即数据对象的采集、传输和处理都需要在限定的时间内完成。这些实时数据对象的现实意义是反应一了物理世界实体的实时状态，因此，这些所采集的实时数据对象只在定时限内有效。随着这些新型ＣＰＳ的日新月异，也为系统的设计带来了新的机遇与挑战。首先，新型ＣＰＳ多采用分布式架构，其显著优势是可以将系统负载均衡地分布到多个处理单元，一些实时数据处因此较少发生单个处理单元的过载现象。然而，分布式处理也会带来理问题，例如，大部分的传感数据由于传输和处理的实时性需求而不得不在资源受限的嵌入式设备中处理，从而加剧了设备中实时数据对象的计算压力，因此，合

6、理降低分布式系统中的实时数据运算负载可以有效提高系统性能。此外，分布式部署的嵌入式处理单元间的网络通信延迟通常也不可忽略，这种延迟可能干扰系统运行的稳定性，因而合理利用延迟的空闲时间以保障系统实时数据对象的有效性变得更加重要。其次，随着新型ＣＰＳ规模的日渐庞大，大多数嵌入式设备仍然采用电池供电，其电容量往往有限而且多数应用中的电池难以更换，因此这些广泛部署的嵌入式设备功耗开销代价已经成为制约ＣＰＳ发展的重要因素，单纯采用降低运行负载的方法难以有效节能，这意味着需要寻求精心设计的节能方法以最大化节能效果。应用节能技术保障实时数据对

7、象处理的有效性，对减轻设备散热的压力，延长系统运行寿命都具有现实研究价值。目前已有的多数研究工作基本集中于独立系统的调度而假设网络延迟忽略不计，难以满足现代信息物理系统中的大量实时数据的分布式处理需求。首次提出了基于动＊－ＥＤＦ和ＪＢ－ＥＤＦ。－ＥＤＦ算法中态优先级的实时数据对象传输延迟优化算法ＪＢ在ＪＢ，首先生成事务的初始参数设定，再据此进行单个事务参数的调整。为了扩大事务的调＊一－度范围，提出了改进的ＪＢＥＤＦ方法。该算法首先尝试快速组装部分事务的可调度一子集，再按序处理剩余事务。为了提高算法的运行效率，介绍了系列技术以实现数＊

8、ＪＢ－ＥＤＦＪＢ－ＥＤＦ据对象的快速处