[发明专利]一种适合边缘计算环境的实时动态调度方法、系统和介质

权利要求书

1.一种适合边缘计算环境的实时动态调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据任务的资源需求，选择一组调度任务：

基于边缘计算设备或节点集P、任务集T、资源集R的情况，从T中选取一个任务子集T^*；

其中，边缘计算设备或节点集P包括多个边缘计算设备或节点，一个任务子集T^*包括多项任务，边缘计算设备或节点集P中的边缘计算设备或节点总数为m，任务子集中的任务总数为l；

S2：构造消耗矩阵：

建立消耗矩阵，所述消耗矩阵中，当m≤l时，第i个边缘计算设备或节点运行第j项任务的消耗，i＝1,…,m j＝1…,l，当l≤m时，第i项任务在第j个边缘计算设备或节点上运行的消耗，i＝1,…,l,j＝1,…,m；

S3：求得最优解：

求得最优解，随着序号i或j的规律变化求得的最优解表示任务子集组T*的所有任务都分配了一个边缘计算设备或节点；

S4：对求得的最优解进行检查：

当m≤l时求得的最优解中，若对存在边缘计算设备或节点i，最优解趋近于无穷，则表示调度失败，终止算法，将T-T^*与T^*中未进行分配的任务合并同时覆盖记为T；

当l≤m时求得的最优解中，若对存在边缘计算设备或节点j，最优解的消耗矩阵中对应的值趋近于无穷，则表示调度失败，终止算法，否则将T-T^*中未进行分配的任务覆盖记为T；

S5：重复S3、S4过程，直到找到一个完全的可行调度集T或出现调度失败的情况；

其中，当m≤l时，在任务子集T^*中找出m项任务分别安排在边缘计算设备或节点p₁,…,p_m运行，其中，每个边缘计算设备或节点只运行一项任务，而每一项任务最多能由一个边缘计算设备或节点来运行；

m≥l时，在P中找出l个边缘计算设备或节点，分配给运行的任务，每个边缘计算设备或节点最多运行一项任务，而每一项任务最多能由一个边缘计算设备或节点来运行；

第i个边缘计算设备或节点运行第j项任务的消耗表示为H_ij(i＝1…l,j＝1,…,m)；对于边缘计算设备或节点P和任务子集T^*, ；

构造任务分配在边缘计算设备或节点p_i上运行的目标函数；

其中：为任务的到达时间，为任务的就绪时间，为任务的最坏运行时间(最长运行时间配额)，为任务的截止期，为任务所需资源的最早可用时间，v(p_i)表示边缘计算设备或节点p_i的最早可用时间，y(p_i)表示边缘计算设备或节点p_i的利用率,当任务安排在边缘计算设备或节点p_i上运行不能满足其截止期要求时，记此时消耗矩阵过大，终止算法，调度失败；

S1中的任务子集需要满足特定条件，特定条件具体为：

若有则j∈{1,..,l}且i≠j,有；

其中，若有，表示以共享方式访问资源，则j∈{1,..,l}且i≠j有，表示任何两个不同的任务不同时访问相同的资源，即当T^*中的一个任务对资源u有互斥访问方式的需求时，T^*中的其它任务不能有访问该资源的需求；

S2中构建的消耗矩阵的步骤还包括：

当m≤l时为Q＝(q_ij)_m×l , 即第i个边缘计算设备或节点运行第j项任务的消耗，i＝1,…,m j＝1…,l；

当l≤m时，为Q＝(q_ij)_l×m, 即第i项任务在第j个边缘计算设备或节点上运行的消耗，i＝1,…,l,j＝1,…,m；

S3中的最优解详细为：

最优解表示任务子集组T^*的所有任务都分配了一个边缘计算设备或节点。