[发明专利]一种面向航天器自动化测试的并行测试任务两阶段调度方法

摘要

本发明是一种面向航天器自动化测试的并行测试任务两阶段调度方法，属于并行测试领域。本方法包括第一阶段，分析和确定测试任务、任务中指令和被测参数，明确任务间约束关系，建立时序约束矩阵和参数竞争关系矩阵，将任务及其间约束关系转化为无向图，把并行任务调度问题转化为图顶点的顺序最小着色问题，使用基于粒子群和模拟退火结合的方法求解，得到并行度最大的测试任务组；第二阶段，把得到的并行度最大的测试任务组在有限的测试设备上进行分配，获取最优调度方案。本发明快速建立起多个测试任务的约束关系，分析出测试任务之间的独立性，增加了测试任务的并行度，并且在满足约束的条件下实现任务在设备上的最优调度，提高测试的效率。

主权项

一种面向航天器自动化测试的并行测试任务两阶段调度方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：确定测试任务、测试任务中的各条指令和被测的状态参数；设Ti表示一个周期内的第i个测试任务，一个周期内的测试任务集合T＝{T1,T2,...,Tn}，n为任务个数，i＝1,2,…,n；设表示任务Ti的第k条指令，是任务Ti中第k条指令与第k+1条指令之间的最大时间间隔；用偏序符号来表示任务间的时序约束关系，如任务Ti必须先于任务Tj执行，记做Ti＞Tj；读取周期内的测试任务文件，提取测试任务中的测试指令，分析测试指令获取航天器被测的状态参数；设Pα表示航天器被测的第α个状态参数，被测的状态参数集合P＝{P1,P2,...,Pm}，m是状态参数个数，α＝1,2,…,m；设表示第i个任务的第k条指令，表示指令的种类；为指令将修改的航天器状态参数；任务Ti表示为ic(i)是测试任务Ti中的指令条数，是测试任务Ti中第k条指令与第k+1条指令之间的最大时间间隔；步骤2：按照时序关系建立测试任务之间的时序约束矩阵，按照参数修改竞争关系建立测试任务之间的参数竞争关系矩阵；所述的时序约束矩阵，设为An×n，如果Ti＞Tj，则An×n[i][j]＝1，否则An×n[i][j]＝0；所述的参数竞争关系矩阵设为Bn×n，若测试任务Ti和Tj有冲突，Bn×n[i][j]＝1，否则Bn×n[i][j]＝0；设测试任务Ti的指令与测试任务Tj的指令对相同的参数进行修改，根据下面时间间隔不等式判断Ti和Tj是否冲突：|(Σp=1t-1exe(insjp)-Σp=1k-1exe(insip))+begin(Ti)+[max(exe(Ti))-(max(exe(Tj))]/2+(Σp=1k-1mxspanjp-Σp=1t-1mxspanip)/2|>max(exe(insik),exe(insjt))]]>若满足不等式则Ti和Tj不冲突，否则，Ti和Tj有冲突；exe(x)表示任务x或者指令x的执行时长；begin(x)表示任务x或者指令x的开始执行时间；max(exe(Ti))是任务Ti中各条指令之间的间隔时间都为最大值时任务Ti的总的执行时间；是指令与指令的执行时长的较大值；步骤3：将各测试任务转化为无向图上的顶点，若两个测试任务之间有冲突，则无向图上对应的顶点之间有连边；把并行测试任务调度问题转化为图中顶点顺序最小着色问题；读取参数竞争关系矩阵Bn×n，若矩阵中元素Bn×n[i][j]＝1，则无向图中测试任务Ti和Tj对应的顶点之间有连边；步骤4：使用基于粒子群算法和模拟退火算法结合的方法迭代求解图中顶点顺序最小着色问题，得出并行度最大的测试任务组；步骤5：对步骤4得到的测试任务组，把测试任务之间有修改相同参数的指令时间间隔约束、测试任务内各指令的执行时间最大间隔约束以及总的调度时间最短作为目标，把测试任务在测试设备上的最优调度问题转化为多目标优化问题；所述的测试任务在测试设备上的最优调度问题表示如下：目标函数F＝min(time)，其中约束条件：1如果测试任务Ti的指令和测试任务Tj的指令修改了相同的航天器状态参数，则其中，exe(x)表示任务x或者指令x的执行时长，begin(x)表示任务x或者指令x的开始执行时间，TaskDevi表示第i个测试任务执行所需要的测试设备类型，表示测试设备类型TaskDevi下的测试设备个数，表示指令在时刻μ时正在执行；步骤6：使用NSGA‑II算法求解步骤5的多目标优化问题，获取测试任务在测试设备上的最优调度。