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带时间约束实时任务图模型上可调度性分析算法研究
  • ISSN号:0254-4164
  • 期刊名称:《计算机学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP301[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:东北大学信息科学与工程学院,沈阳110819
  • 相关基金:本课题得到国家“九七三”重点基础研究发展规划项目预研项目(2014CB360509)、国家自然科学基金(61300022,61300194,61472072)、中央高校基本科研业务费(N130423007,N130504008)、河北省自然科学基金(F2013501048)资助.
中文摘要:

带时间约束的实时任务图(TCDRT)模型具有接近于时间自动机的丰富表达性,但是其关联的可调度性分析(SA)问题却是强NP困难的.目前的研究仅关注一类约束个数为常数K的易解模型:K-TCDRT,且局限于SA问题的图转换求解方法.这种间接求法使得问题的计算复杂度随约束宽度呈指数倍增长.该文研究TCDRT模型上可调度性分析问题的直接求解方法,为两个核心子问题给出新的理论结果:第一,针对需求上界函数(DBF)的计算问题,提出了考虑时间约束的路径需求结构,并据此设计了新的动态规划算法,其时间复杂度与约束宽度无关;第二,对于可调度分析上界T的限定问题,从理论上证明了该问题是伪多项式时间可解的,且计算复杂度不再与K指数相关,这使得文中算法性能较已有结果有指数级提升.更进一步地,该文方法还蕴含着一类新的TCDRT易解模型.该类模型突破了约束个数必须为常数的局限,其分析难度也较K-TCDRT有指数倍地下降.

英文摘要:

The digraph real-time task with timing constraints (TCDRT) is one of the most expressiveness models in real-time community, but its corresponding schedulability analysis (SA) is strongly NP-hard problem. Present researchers focus on a tractable TCDRT model where the number of constraints is bounded by a constant K, and the only known method for the TCDRT model uses a transformation into an equivalent DRT model, which leads to a high complexity that is exponential in the width of the constraints. This work analyzes the schedulability of the TCDRT model directly in order to achieve a much lower complexity. First, we propose a dynamic program to deal with the demand bound computation problem for the K-bounded TCDRT case and refine the complexity result to a better bound that has no relation with the width of constraints. Second, we prove that the schedulability of bound T can be computed within a pseudo- polynomial time, and the corresponding computation complexity is drastically linear in K instead of being exponential. Furthermore, our approach also indicates another tractable TCDRT model that is not necessary to postulate the K-bounded constraints.

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期刊信息
  • 《计算机学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国计算机学会 中国科学院计算技术研究所
  • 主编:孙凝晖
  • 地址:北京中关村科学院南路6号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:cjc@ict.ac.cn
  • 电话:010-62620695
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4164
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1826/TP
  • 邮发代号:2-833
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:48433