分布式指挥系统分层多任务调度研究

摘要

舰载分布式作战指挥系统把各种大量的传感器、武器装备、通信设备有机的联合在一起,形成攻防能力强,火力配合紧的信息一体化平台。该分布式作战指挥系统由众多功能不同的处理机组成,这些处理机要实时接收传感器采集的大量不同数据,做进一步数据的解析和发布指挥命令,这对作战指挥系统实时处理传感器数据和可靠执行任务提出了挑战。分布式指挥调度系统是分布式指挥系统的核心,而任务调度系统模型设计和任务调度算法则是分布式指挥调度系统必须解决的关键技术。因此研究分布式指挥系统中任务调度问题尤为迫切。
　　 分布式指挥系统任务调度是研究如何实现处理机资源高效合理可靠的利用,它的目的是最大化利用现有处理机资源,同时最小化各处理机间的通信和减少任务的周转时间。针对分布式作战指挥系统网络覆盖规模大、发布任务多的特点,本文研究HTA分层多任务调度算法(Hierarchical Task Allocation),通过把调度器进行分层,使分布式指挥形成分而治之的网络结构,解决缩短调度任务的周转时间问题。针对分布式作战指挥系统的松耦合性,本文研究发布订阅机制解决任务传输问题。
　　 通过NS2仿真实验验证:本文研究的分层多任务调度模型、调度器的内部结构和任务的发布订阅传输机制能够有效的结合在一起。该分层调度算法优于A*任务调度算法和基于簇的任务分配策略的任务调度策略,不但使任务不可调度率降低,而且使加权滞后任务值减小,CPU利用率显著提高。实验同时表明,随着分布式指挥系统规模越来越大,该算法越能更好的在不可调度率、加权滞后任务值和CPU利用率等方面体现优越性能。