[发明专利]一种自适应任务调度方法

摘要

本发明公开了一种自适应任务调度方法，通过计算系统当前的环境适应度，决策系统各任务执行等级，依据各任务属性及其执行等级，确定该任务优先级，操作系统依据任务优先级，调度系统任务的执行；周期性地执行上述步骤，直至系统停止所有任务的执行。本发明使得计算平台能够在感知外部环境与内在资源动态变化状态的基础上，动态决策、调整系统各任务的执行，从而提高系统对所处环境的适应性，增强计算平台的自主任务调度与管理能力，从而为构建机器人、无人航行器等复杂智能系统提供有效支撑。

主权项

1.一种自适应任务调度方法，其特征在于包括下述步骤：A、计算系统当前环境适应度其中，为系统任务组在环境因素e_i下应获得的执行等级向量，为系统任务组当前在环境因素e_i下的执行等级向量；如果当前环境适应度ρ_a低于阀值，则转步骤B，否则转步骤D；所述阈值表示系统所能容忍的最低环境适应度值，其取值范围为[0.7，1.0]；B、决策系统各任务执行等级，具体包括以下步骤：B1、确定影响系统行为的各个环境因素，并将其作为输入的状态参量；然后，对选定的各状态参量按照其状态值大小划分多个状态等级；最后，设置各状态参量的隶属度函数；B2、确定输出的任务执行等级取值范围；B3、建立输入的多个环境因素状态参量与各任务执行等级之间的模糊推理决策规则；B4、依据输入的当前各环境因素状态量，利用离散论域的Mamdani模型决策各任务执行等级：首先，确定输入的各个环境因素的状态参量的隶属度值；然后，对步骤B3建立的每条决策规则计算其模糊蕴含关系，求得该决策规则下任务的执行等级及其与该规则的匹配程度；最后，求得任务最终的执行等级其中，n表示规则数，ql_i为规则i决策的执行等级，U_i为规则i的匹配程度；C、依据各任务属性及其执行等级，确定该任务优先级，具体包括以下步骤：C1、确定任务执行等级、截止期和优先级的状态等级及其隶属度函数；执行等级和截止期的隶属度函数都用高斯函数构建，σ、c均为正整数，其中σ确定曲线中心，c确定曲线宽度；任务优先级的隶属度函数用钟形函数构建，a、b、c均为正整数，其中a确定曲线中心，b确定曲线宽度，c控制曲线的斜度；C2、建立任务执行等级、截止期与任务优先级之间推理规则，如下表所示：C3、依据各任务的执行等级及其截止期，利用连续型论域的Mamdani模型决策各个任务的优先级；C4、任务优先级唯一化：首先，按照优先级值从小到大的顺序将任务队列进行排列[t₁，…，t_i，…，t_j，…，t_k]，其中，t₁表示任务1，t_i表示任务i，t_j表示任务j，t_k表示任务k；然后遍历该任务队列，当存在多个任务优先级相同时，假设任务t_i至任务t_j优先级均相同，则按照截止期从近到远的顺序排列任务t_i至任务t_j；如果任务截止期也相同，则按照进入任务队列的先后顺序排列任务；最后，从任务t_i+1开始，优先级值依次加上1至j-i，直至整个队列遍历完；如果某一任务的优先级值的优先级值的和大于优先级最大值，则直接将优先级最大值赋给该任务；D、操作系统依据任务优先级，调度系统任务的执行；周期性地执行步骤A、B、C、D，直至系统停止所有任务的执行。