基于物联网业务平台的任务调度机制的研究与实现

摘要

物联网业务平台将原本相互孤立的物联网业务结合起来，提供全面的业务支持和服务，使得各种应用能够共享资源与信息，极大的推动了物联网的发展。对于物联网业务平台，一方面大量的来自不同应用的任务请求有着不同的实时性与关键性要求，单一的依靠某一参数的经典实时调度算法很难满足在物联网业务平台内合理高效调度的要求。另一方面开放、复杂的运行环境要求物联网业务平台中的任务调度机制不仅仅要实现任务的合理调度，还要尽可能地维护系统运行的稳定性。
　　在综合分析了经典的实时任务调度算法以及非精确计算下的任务调度模型的基础上，研究了适应于物联网业务平台的基于反馈的分层式任务调度机制。上层调度，一种动态反馈弹性任务调度机制通过动态的反馈任务丢失数与系统资源利用率，及时了解系统当前的运行情况并进行弹性任务周期调整以实现调整系统负载，维护系统运行稳定性的目的。下层调度机制采用综合考虑实时性与关键性的调度算法IVDA(Integrated Value Deadline Algorithm)，根据任务截止期与任务价值两种特征参数计算任务的优先级，并通过优先级权重参数以适应不同应用环境下，系统对于实时性与关键性的倾向性要求。
　　在已有物联网业务平台系统中，通过分析系统在动态环境下收敛到最佳运行状态的能力，验证了动态反馈调度机制对于维护系统运行稳定性方面的作用；通过与其他算法比较任务实现价值率与截止期保证率两项指标，证明了IVDA算法能够有效解决任务调度过程中任务实时性与关键性的问题。

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2研究内容及创新点

1.3全文组织结构

第二章 物联网业务平台任务调度相关研究

2.1物联网业务平台相关介绍

2.2经典任务调度算法及其特点

2.3基于不精确性计算的任务调度模型介绍

2.4基于反馈的分层任务调度模型

2.5本章小结

第三章 动态反馈弹性调度机制

3.1弹性任务调度描述

3.2弹性任务周期调整算法

3.3动态反馈弹性调度模型

3.4动态反馈弹性调度策略

3.5性能分析

3.6本章小结

第四章 基于截止期及价值的优先级任务调度算法

4.1基于优先级的调度算法分析

4.2 IVDA优先级调度算法

4.3性能仿真及分析

4.4本章小结

第五章 物联网业务平台任务调度机制的实现

5.1物联网业务平台任务调度模块设计

5.2物联网业务平台任务调度处理功能演示

5.3本章小结

第六章 总结与展望

6.1论文工作总结

6.2未来工作展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间申请的专利

附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢