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基于DSPN的多处理机实时容错任务调度建模研究
基于DSPN的多处理机实时容错任务调度建模研究
摘要：随着多处理机系统的广泛应用，实时容错任务调度成为保障系统可靠性和实时性的重要问题。本文基于确定性有限状态自动机建模方法，提出了一种基于DSPN（DeterministicandStochasticPetriNets）的多处理机实时容错任务调度建模方法。该方法通过将任务执行过程抽象为状态迁移的过程，使得调度问题可以用状态转移图建模，进而通过DSPN对多处理机实时容错任务调度进行描述和分析。实验结果表明，该方法可以有效提高系统可靠性，并使得任务调度满足实时性要求。
关键词：多处理机，实时容错，任务调度，DSPN
1.引言
多处理机系统是一种常见的实时任务处理方法，它具有任务分配灵活、计算能力强、实现并行性等优点。然而，在多处理机系统中，任务的可靠性和实时性往往成为制约系统性能的关键问题。实时容错任务调度策略可以有效地提高系统的可靠性和实时性。
2.相关工作
目前，关于实时容错任务调度的研究主要集中在动态优先级调度、遗传算法调度、模拟退火算法调度等方法。这些方法在一定程度上提高了系统的性能，但仍然存在着调度复杂度高、算法不够高效等问题。
3.方法描述
本文提出了一种基于DSPN的多处理机实时容错任务调度建模方法。该方法首先将多处理机系统中的任务调度问题抽象为状态转移图，然后利用DSPN对状态转移图进行建模和分析。具体步骤如下：
3.1确定性有限状态自动机建模
根据任务的执行过程和多处理机系统的特点，将任务执行过程抽象为状态迁移的过程。利用确定性有限状态自动机建模方法，将任务的执行过程表示为一组有限状态的集合和状态之间的转移关系。
3.2状态转移图建模
根据确定性有限状态自动机的建模结果，构建多处理机系统的状态转移图。状态转移图包括多个状态节点和状态之间的转移边。状态节点表示系统在不同状态下的任务调度情况，转移边表示任务之间的调度关系。
3.3DSPN建模
利用DSPN对多处理机系统的状态转移图进行建模。DSPN是一种融合了确定性和随机性的Petri网模型，它可以对多处理机系统的状态转移进行描述和分析。将状态节点和转移边分别表示为DSPN的库所和变迁，构建DSPN模型。
3.4多处理机实时容错任务调度分析
通过DSPN对多处理机系统的状态转移图进行分析，可以得到系统的性能指标，如任务调度延迟、系统的可靠性等。根据这些性能指标，可以进行任务调度策略的优化，并满足系统的实时性和容错性要求。
4.实验结果
采用实际任务调度数据对本文提出的方法进行实验。实验结果表明，基于DSPN的多处理机实时容错任务调度模型可以有效提高系统的可靠性，并使得任务调度满足实时性要求。
5.结论
本文提出了一种基于DSPN的多处理机实时容错任务调度建模方法。通过对任务执行过程的建模和DSPN的分析，可以有效提高系统的可靠性，并使得任务调度满足实时性要求。本文的方法具有一定的理论和实际意义，对于多处理机系统的实时容错任务调度问题具有一定的指导作用。
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