[发明专利]一种基于信息物理系统的时间点不确定任务动态调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于信息物理系统的时间点不确定任务动态调度方法，属于动态调度领域。

背景技术

信息物理系统作为计算过程和物理过程的统一体，是集计算、通信与控制于一体的下一代智能系统，具有广泛的应用前景。在实际应用中，由于数据的漏读、各个监测系统之间任务的时间粒度不匹配、来自分布式系统的任务存在着时间不同步问题等原因，会造成任务的时间点不确定。同时，在具体的实时应用系统中，时间紧迫的任务其价值不一定高，而价值高的任务其执行时间也不一定紧迫，为了兼顾公平和效率，应该综合考虑任务动态价值密度与执行紧迫性，以此来设定任务调度的优先级。现有研究中没有综合考虑各方面因素，本发明结合了实时系统中任务调度涉及到的时间点不确定、任务价值以及任务执行紧迫性等因素，对实时任务进行动态调度。

发明内容

本发明涉及一种基于信息物理系统的时间点不确定任务动态调度方法，用来解决信息物理系统中任务时间点不确定问题以及在执行过程中实时计算任务优先级，对任务进行实时动态调度的问题。

本发明的技术方案是：一种基于信息物理系统的时间点不确定任务动态调度方法，一个任务的具体到达时间点是不确定的，但是可以知道一个预计到达的时间段，首先将这一时间段内任务发生的顺序全部列举出来，并依此通过剪枝技术简化计算每个顺序的执行概率，比较概率大小，率先执行概率大的任务，以此作为初始任务序列；剪枝技术的处理过程为：确定待剪枝的任务顺序；之后对该顺序进行两次遍历，第一遍遍历，确定有效下界，第二次遍历，确定有效上界。

根据任务的价值和剩余执行时间计算出任务的剩余价值密度，可以合理保护执行任务不易被其他任务抢占，同时也给其他高紧迫性任务执行的机会；任务在其剩余执行时间内，单位时间产生的价值定义为任务的剩余价值密度。任务的执行后实时的剩余价值可由任务的预期价值Vi减去任务执行到当前产生的即时价值。即时价值记为IVi，IVi可由任务的预期价值Vi乘以当前已执行时间t与理论执行时间Ci的比值。任务的剩余执行时间由理论执行时间Ci减去当前已执行时间t。因此，任务的剩余价值密度即为任务实时的剩余价值与当前剩余执行时间的比值。

根据任务的截止期和空余执行时间计算出任务的紧迫性，可以提高时间紧迫性任务的执行机会；任务的紧迫性即为了保证任务的时间约束，任务必须尽快开始执行的紧迫强度，紧迫强度越大，越应考虑优先调度。任务的紧迫强度也就是执行强度，可由完成任务所需的执行时间与任务空余时间的比值得到。完成任务所需的执行时间由任务的理论执行时间Ci减去当前执行时间t得到，任务空余时间由任务的绝对截止期di减去当前执行时间t得到。

综合考虑任务的剩余价值密度和执行紧迫性确定任务的调度优先级，然后基于动态优先级对时间点确定化的任务进行调度。确定任务实时的动态优先级，需要同时考虑任务的剩余价值密度和执行紧迫性两方面因素，可以根据实际需要，分别给这两方面的因素一个比重，这个比重要与时间有关。两个因素分别乘以比重之后的积再相乘得到的结果即为优先级，以此优先级对通过剪枝技术处理后得到的初始任务序列进行动态调度。

本发明的有益效果：本发明结合了实时系统中任务调度时间点不确定、任务执行的优先级等因素，达到对实时任务的动态调度，更符合实际情况下的任务调度。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明实例中各个任务的时间段及执行概率。

具体实施方式

实施例1：如图1所示，一种基于信息物理系统的时间点不确定任务动态调度方法，一个任务的具体到达时间点是不确定的，但是可以知道一个预计到达的时间段，首先将这一时间段内任务发生的顺序全部列举出来，并依此通过剪枝技术简化计算每个顺序的执行概率，比较概率大小，率先执行概率大的任务，以此作为初始任务序列；

根据任务的价值和剩余执行时间计算出任务的剩余价值密度，可以合理保护执行任务不易被其他任务抢占，同时也给其他高紧迫性任务执行的机会；

根据任务的截止期和空余执行时间计算出任务的紧迫性，可以提高时间紧迫性任务的执行机会；

综合考虑任务的剩余价值密度和执行紧迫性确定任务的调度优先级，然后基于动态优先级对时间点确定化的任务进行调度。