[发明专利]一种星载安全关键软件分布式多任务自组织调度方法

权利要求书

1.一种星载安全关键软件分布式多任务自组织调度方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)依据航天器软件系统功能及所包含的任务集合，构建加权的有向无环图模型；

(2)通过标识任务集合中的高安全关键度任务，以及高安全关键度任务所需同步运行的处理器节点个数，将所述任务集合的加权的有向无环图模型改进为扩展型加权有向无环图模型；改进方法为：

(21)依据高安全关键度任务所需同步运行的处理器节点个数B，将高安全关键度任务由单一处理器节点扩展为由B个处理器节点执行；

(22)所述的B个处理器节点与原先分配的单一处理器节点具有相同的任务属性信息；

(23)所述的B个处理器节点与原先分配的单一处理器节点具有相同的前驱任务集合pred(i)和后继任务集合succ(i)；

(3)计算任务集合中各任务i的排序值rank(i)，并按照排序值对各任务进行降序排序；排序值的计算方法为：

其中为任务i的平均执行时间，w_i,j表示任务i在节点j上的计算时间，C(i,j)表示当任务i和任务j分配在不同处理器节点上时将前驱任务的数据传输给后继任务时所需要的传输延迟，上方的横线表示求取平均值；

(4)按照步骤(3)得到的排序结果，依次取出各任务i，计算任务i在各个节点j上运行的最早结束时间EFT(i,j)；

(5)对步骤(4)得到的各EFT(i,j)值进行升序排序，选择EFT(i,j)最小值，同时判断EFT(i,j)最小值所对应的处理器节点j上已经分配的任务序列中，是否含有与任务i属于同一高安全关键度任务扩展出的任务；如果没有，则将任务i分配至处理器节点j上；如果有，则从EFT(i,j)序列中选择下一组合，并重复进行本步骤判断，直至将任务i分配至特定节点，并确保同一高安全关键度任务扩展出的任务分配到不同的处理器节点上；

(6)返回步骤(4)继续完成任务集合中其他任务的分配，直至任务集合中所有任务分配完成。

2.根据权利要求1所述的一种星载安全关键软件分布式多任务自组织调度方法，其特征在于：所述的扩展型加权有向无环图模型表示为：

G＝(V,E,P,T,C,S)

模型中各元素属性如下：

V＝{1,2,…,n}，表示任务集合，n是任务的数目；

E＝{(i,j):(i,j∈V)；i→j}，表示约束边关系集合，说明任务j依赖于任务i；

P＝{1,2,…,m}，可用处理器的集合，m表示可用的处理器数目；

T为n*m表示的二维矩阵，对于i∈V且p∈P，T(i,p)就表示任务i在p处理器上所需要的计算代价；

C表示n*n的二维矩阵，对于i∈V,j∈V且(i,j)∈E,那么C(i,j)就表示当任务i和任务j分配在不同处理器节点上时将前驱的数据传输给后继任务时所需要的传输延迟；

S＝{(i,j):(i,j∈V)；}，表示任务i和任务j属于同一高安全关键度任务扩展出的任务，二者状态一致；

pred(i)＝{j∈E}表示i的前驱任务集；

succ(i)＝{j∈E}表示i的后继任务集。

3.根据权利要求2所述的一种星载安全关键软件分布式多任务自组织调度方法，其特征在于：所述的计算任务i在各个节点j上运行的最早结束时间EFT(i,j)，具体为：

EFT(i,j)＝w_i,j+EST(i,j)

其中：

avail[j]是处理器j可用的最早时间，AFT(k)为任务k的实际结束时间。

4.根据权利要求3所述的一种星载安全关键软件分布式多任务自组织调度方法，其特征在于：所述的步骤(5)中，如果EFT(i,j)最小值所对应的处理器j上已经分配的任务序列中，含有与任务i属于同一高安全关键度任务扩展出的任务，则选择EFT(i,j)排序中的最大值作为高安全关键度任务以及其扩展出的任务的统一EFT值，再结合各任务在不同处理器节点上的实际执行时间w_i,j，确定各任务在各处理器节点上的起始时间EST(i,j)＝EFT(i,j)-w_i,j。