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面向混合关键性系统的容错实时调度算法研究的开题报告
一、选题背景
混合关键性系统是具有多种不同关键性属性要求的系统，例如时间性要求、安全性要求等，这些要求之间相互独立，但是又需要在同一个系统中实现。这种混合关键性系统在智能交通领域、卫星控制领域、医疗设备等领域中应用广泛。这些系统需要高可靠性、高效性、实时性和容错性，因此，探究混合关键性系统的容错实时调度算法，对保障这些系统的正常运行至关重要。
二、选题意义
实时调度算法是混合关键性系统的重要组成部分，是实现混合关键性系统高可靠性、高效性和实时性的关键。而容错性又是混合关键性系统的重要保障，对于提高系统的可靠性和容错性有重大意义。
本次研究的意义在于：1、提高混合关键性系统的可靠性，保障系统正常运行和工作的有效性；2、降低混合关键性系统的风险，提高工作的容错性；3、提高混合关键性系统的实时性，实现高效的实时调度；4、推动实时调度算法在混合关键性系统领域的研究和应用。
三、文献综述
目前，国内外学者在面向混合关键性系统的容错实时调度算法研究领域进行了一定的探索和研究。一些研究成果方面如下：
（1）AdaptivePrioritizedMixed-CriticalityScheduling，LuísF.Fábregas等人在其研究中提出基于重新调整优先级的混合关键性系统容错实时调度算法，该算法可以在确保关键性任务时限的前提下，根据不同任务的执行情况重新调整任务优先级，以提高系统的效率和容错性。
（2）Criticality-AwareSchedulingStrategiesforMulticore-BasedMixed-CriticalitySystems，S.Altmeyer等人在其研究中提出一种多核心混合关键性系统的容错实时调度算法，该算法可以根据任务的严格性、周期性、执行时间和依赖性等特征，对系统中的任务进行分类和调度，以提高系统的效率和容错性。
（3）OnSchedulingMixed-CriticalitySporadicTaskSystems，J.Abella等人在其研究中提出了一种基于区分性保障的混合关键性系统容错实时调度算法，该算法可以在不影响任务执行的前提下，通过任务资源分配和容错措施等方式，提高系统的可靠性和容错性。
四、研究内容及方案
本次研究的内容主要是在对面向混合关键性系统的实时调度算法的研究基础上，进一步研究容错性方面，提高混合关键性系统的容错实时调度算法，具体研究方案如下：
（1）分析和总结面向混合关键性系统的实时调度算法中存在的问题和不足，探究混合关键性系统容错实时调度算法的基本原理和应用场景；
（2）基于AdaptivePrioritizedMixed-CriticalityScheduling和Criticality-AwareSchedulingStrategiesforMulticore-BasedMixed-CriticalitySystems等成果，提出一种基于任务优先级重新调整的混合关键性系统容错实时调度算法，以提高系统的效率和容错性；
（3）基于OnSchedulingMixed-CriticalitySporadicTaskSystems的研究结果，提出一种基于区分性保障的混合关键性系统容错实时调度算法，以提高系统的可靠性和容错性；
（4）设计并实现混合关键性系统容错实时调度算法的原型系统，对原型系统进行测试和验证，以验证算法的有效性和性能。
五、预期成果
本次研究的预期成果包括：
（1）提出一种基于优先级重新调整的混合关键性系统容错实时调度算法，以提高系统的效率和容错性；
（2）提出一种基于区分性保障的混合关键性系统容错实时调度算法，以提高系统的可靠性和容错性；
（3）设计并实现混合关键性系统容错实时调度算法的原型系统，验证算法的有效性和性能；
（4）完整的开题报告，论文等。
六、研究计划与进度安排
本次研究计划于2021年9月启动，主要分为以下几个阶段：
阶段一：文献综述，分析和总结面向混合关键性系统的实时调度算法中存在的问题和不足，制定研究方案。
阶段二：制定算法实现方案，开发混合关键性系统容错实时调度算法的原型系统。
阶段三：验证算法的有效性和性能，对原型系统进行测试和验证，完善算法的实现和设计。
阶段四：起草论文，完成研究总结。
本次研究计划于2022年6月底前完成。