分布式實(shí)時(shí)系統(tǒng)調(diào)度分析工具的改進(jìn)研究.pdf

1、隨著信息科技的高速發(fā)展,針對(duì)網(wǎng)絡(luò)化、嵌入式集成特點(diǎn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)得到廣泛研究,于是出現(xiàn)了分布式結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)系統(tǒng)。由于系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大以及系統(tǒng)功能與非功能屬性的逐漸豐富,開(kāi)發(fā)人員已經(jīng)將重點(diǎn)從關(guān)注實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)轉(zhuǎn)向更高的抽象層次來(lái)考慮軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題,從而基于模型的開(kāi)發(fā)方法被逐漸地研究和使用。
　　 模型方法是根據(jù)開(kāi)發(fā)者基于其不同的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和開(kāi)發(fā)需求對(duì)客觀(guān)世界的一種自然表達(dá)。在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中,為了衡量系統(tǒng)的性能,開(kāi)發(fā)者通過(guò)對(duì)系統(tǒng)模型中的屬性

2、進(jìn)行驗(yàn)證,能夠直接得到反饋,進(jìn)而對(duì)模型進(jìn)行完善,提高了軟件系統(tǒng)的可靠性、正確性與可維護(hù)性。在對(duì)模型進(jìn)行確認(rèn)之后,可以轉(zhuǎn)向框架代碼自動(dòng)生成、軟件測(cè)試等系統(tǒng)開(kāi)發(fā)操作,最終完成一個(gè)滿(mǎn)足分布式結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)性可靠嵌入式系統(tǒng)。
　　 從嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)至今,關(guān)于時(shí)間方面的研究尤為突出,例如分布式任務(wù)是否滿(mǎn)足在截止時(shí)間限的情況下完成指定的行為,整體任務(wù)集合是否滿(mǎn)足端到端的延時(shí)要求,在復(fù)雜的系統(tǒng)環(huán)境中各種關(guān)聯(lián)關(guān)系是否影響到任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間等等,這些

3、都可以通過(guò)對(duì)系統(tǒng)中任務(wù)的可調(diào)度性來(lái)判斷。利用形式化方法為解決上述難題提供了一種思路。形式化方法可以在不同的軟件工程活動(dòng)之間過(guò)渡,利用數(shù)學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性質(zhì),可以準(zhǔn)確描述狀態(tài)、對(duì)象或動(dòng)作結(jié)果,避免自然語(yǔ)言描述規(guī)格說(shuō)明時(shí)的二義性,提供方法驗(yàn)證,確認(rèn)實(shí)現(xiàn)的正確性。有窮狀態(tài)機(jī)是一種典型的形式化方法,用于準(zhǔn)確描述一個(gè)系統(tǒng)。時(shí)間自動(dòng)機(jī)是在有窮狀態(tài)機(jī)的基礎(chǔ)上增加系統(tǒng)對(duì)時(shí)間的約束,表達(dá)時(shí)間與狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,為了避免由于相同權(quán)限級(jí)別的干擾,需要針對(duì)系

4、統(tǒng)的時(shí)間與空間進(jìn)行合理劃分,才能夠保證系統(tǒng)的高可信性。
　　 本文首先對(duì)分布式實(shí)時(shí)目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行模型抽象,介紹一個(gè)利用時(shí)間自動(dòng)機(jī)理論和插件開(kāi)發(fā)方法設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的調(diào)度分析工具,基于該工具的基本框架,對(duì)其在支持分布式多處理器、復(fù)雜系統(tǒng)環(huán)境、時(shí)鐘表達(dá)、分析效率等方面進(jìn)行改進(jìn),并與之前版本工具進(jìn)行比較測(cè)試。接著通過(guò)對(duì)時(shí)間和空間的劃分,強(qiáng)調(diào)對(duì)系統(tǒng)的隔離與保護(hù),拓展出調(diào)度過(guò)程中的分區(qū)概念,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了符合ARINC653國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的基于分區(qū)的調(diào)度