[发明专利]一种冗余计算机系统任务补偿调度方法

说明书

本发明提供了一种冗余计算机系统任务补偿方法，其中任务根据任务之间资源和时序关系划分为不同的任务类型，系统冗余结构是完全镜像的，具有相同的程序逻辑和数据块，维护系统调度标志，在系统运行过程中，周期性的采集系统任务的已执行数量、已分配的数量，计算系统的负载；根据系统负载调度标志与系统超载阈值判定系统的执行方式；系统按照设计的冗余结构进行表决运行；对系统总任务集进行分配并计算任务集调度补偿代价。该方案充分利用冗余系统的硬件优势。在系统正常运行时，系统利用冗余结构，实现备份恢复、表决等功能，体现出容错计算的特征；在高负载的特殊情况下，经过系统的判定，实现负载分配。

技术领域

本发明涉及冗余计算机的任务调度领域，更具体是一种补偿调度方法。

背景技术

计算机系统在超载的时候，系统的性能会下降，主要表现为任务调度成功率会下降、任务的响应时间变长等。现有的计算机系统如果发生超载，为了能够保证系统正常进行，一般做法是牺牲系统的准确性，容忍一些系统任务失败(指系统任务丢弃或者系统任务无法正常完成)。现有的方法主要有自适应实时调度、基于准入的控制调度。自适应实时调度通过对任务合理的采样，利用样本任务的调度相关信息预估系统的负载，进而根据一定规则反馈调节系统的任务量；基于准入的控制调度，在进行计算机系统调度之前，利用规则或者离线的统计数据，将一些不符合系统要求的系统任务排除在调度之外，形成系统调度的准入的控制，进而保护了系统的流畅运行。这些方法都是通过离线学习、人为设计的规则或者系统的实时动态数据，从而规避一些任务，来预防系统进入超载。其存在如下的缺点：系统任务的抛弃，造成了系统提供的服务的质量的下降，而在一些系统中系统的服务质量要求严格，比如星载系统控制系统、列控系统；复杂环境下有些系统的任务不能失败，否则会使系统无法工作。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种冗余计算机系统任务补偿调度方法

本发明的技术方案是提供一种冗余计算机系统任务补偿方法，其中任务根据任务之间资源和时序关系划分为不同的任务类型，系统冗余结构是完全镜像的，具有相同的程序逻辑和数据块，维护系统调度标志，标志为0代表表决调度，标志为1代表补偿调度，默认状态下系统调度标志为0，具体包括下列步骤：

(1)系统运行过程中，周期性的采集系统任务的已执行数量、已分配的数量，计算系统的负载；

(2)定义系统负载调度标志，以标识系统负载对系统调度的影响，系统负载调度标志默认值为系统调度标志值，为0表示系统负载倾向于表决调度，为1表示系统负载倾向于补偿调度；根据系统负载调度标志与系统超载阈值判定系统的执行方式，如果系统负载调度标识为0，当系统的负载大于系统的超载阈值上限，系统负载调度标志修改为1；如果系统负载调度标志为1，当系统的负载小于系统的超载阈值下限，系统负载调度标志修改为0，同时由于系统任何时候都允许由补偿调度切换回原来的表决调度，所以系统的调度标志此时改为0，系统真正切换回表决调度；系统负载调度标志为0，执行(3)，否则执行(4)；

(3)系统按照设计的冗余结构进行表决运行；

(4)对系统总任务集进行分配并计算任务集调度补偿代价，假设有n个冗余结构，冗余结构1，2，3……n，冗余结构对应的任务集为T₁,T₂……T_n,初始任务子集都为空，任务子集按负载降序排列更新；总任务集为J，根据种类，总任务集可分为A,B,C,D,…类,共m个种类子任务集，J等于所有子任务集的集合,每一类子任务集中任务是相互关联的，需要前面任务的信息；将总任务集分配给n个冗余结构，保持n个冗余结构任务之间相互独立，同时n个冗余结构之间任务负载尽可能均衡，即求解J＝T₁+T₂+…T_n：