[发明专利]一种冗余计算机系统任务补偿调度方法

摘要

本发明提供了一种冗余计算机系统任务补偿方法，其中任务根据任务之间资源和时序关系划分为不同的任务类型，系统冗余结构是完全镜像的，具有相同的程序逻辑和数据块，维护系统调度标志，在系统运行过程中，周期性的采集系统任务的已执行数量、已分配的数量，计算系统的负载；根据系统负载调度标志与系统超载阈值判定系统的执行方式；系统按照设计的冗余结构进行表决运行；对系统总任务集进行分配并计算任务集调度补偿代价。该方案充分利用冗余系统的硬件优势。在系统正常运行时，系统利用冗余结构，实现备份恢复、表决等功能，体现出容错计算的特征；在高负载的特殊情况下，经过系统的判定，实现负载分配。

主权项

一种冗余计算机系统任务补偿方法，其中任务根据任务之间资源和时序关系划分为不同的任务类型，系统冗余结构是完全镜像的，具有相同的程序逻辑和数据块，维护系统调度标志，标志为0代表表决调度，标志为1代表补偿调度，默认状态下系统调度标志为0，具体包括下列步骤：(1)系统运行过程中，周期性的采集系统任务的已执行数量、已分配的数量，计算系统的负载；(2)定义系统负载调度标志，以标识系统负载对系统调度的影响，系统负载调度标志默认值为系统调度标志值，为0表示系统负载倾向于表决调度，为1表示系统负载倾向于补偿调度；根据系统负载调度标志与系统超载阈值判定系统的执行方式，如果系统负载调度标识为0，当系统的负载大于系统的超载阈值上限，系统负载调度标志修改为1；如果系统负载调度标志为1，当系统的负载小于系统的超载阈值下限，系统负载调度标志修改为0，同时由于系统任何时候都允许由补偿调度切换回原来的表决调度，所以系统的调度标志此时改为0，系统真正切换回表决调度；系统负载调度标志为0，执行(3)，否则执行(4)；(3)系统按照设计的冗余结构进行表决运行；(4)对系统总任务集进行分配并计算任务集调度补偿代价，假设有n个冗余结构，冗余结构1，2，3……n，冗余结构对应的任务集为T1,T2……Tn,初始任务子集都为空，任务子集按负载降序排列更新；总任务集为J，根据种类，总任务集可分为A,B,C,D,…类,共m个种类子任务集，J等于所有子任务集的集合,每一类子任务集中任务是相互关联的，需要前面任务的信息；将总任务集分配给n个冗余结构，保持n个冗余结构任务之间相互独立，同时n个冗余结构之间任务负载尽可能均衡，即求解J＝T1+T2+…Tn：a)在总任务集中，按照事先知道的任务分类，根据m个种类任务集的任务负载，进行升序排序，然后前n个依次放入任务集合T1，T2，T3，……Tn，并从总任务集J中移除已分配的种类任务集，冗余结构对应的任务子集更新负载并排序，如果总任务集不为空，继续a)；b)总任务集J此时分成任务集T1，T2，……Tn……，分别对应每一个冗余结构，计算划分后调度补偿代价Fcost1；由于冗余结构能够并行运行，Fcost1＝MAX(F1,F2,F3……Fn)+a，其中Fn为子任务集的负载，a与系统有关，表示并行计算结束后所有任务同步的代价，同时原来总任务集J也有一个系统负载Fj，判断FCOST1与FJ大小，如果前者大于后者，切换失败，系统负载调度标志重新设为0，执行(3)，否则系统调度标志设为1，执行(5)；(5)冗余资源独立完成各自的任务集，进行计算，将任务集的返回结果通过通信的方式告诉系统，系统正常运用该结果。