实时CORBA研究及实时线程池模型的实现

论文摘要

随着网络通信技术的发展,分布计算逐渐成为计算技术的主流。为了使用户能够透明、有效地共享分布在网络上的信息资源和计算资源,分布计算中间件成为实现分布计算的关键技术之一。 分布式应用规模的不断扩大,分布式系统中不可避免地包括了各种异构实体。CORBA是OMG组织制定的规范,用于解决系统的异构性问题。作为面向对象的中间件,它采用OMG IDL定义的标准接口,通过中间代理ORB实现客户与服务器之间的透明交互,从而实现不同软硬件产品之间真正意义上的互操作,具有跨平台、跨语言、跨网络等特点。 在近几年,越来越多的实时应用运行在分布式系统中。然而,现有的CORBA没有考虑分布实时应用的需求,缺少对QoS的支持,缺少实时编程的特征,缺少性能上的优化,在结构上也有其先天的不足。这些局限性限制了CORBA在实时领域的应用。为了能够实现基于CORBA的实时应用,OMG组织发布了实时CORBA规范。本文对实时CORBA进行了深入的研究。 首先,本文对软件开发模式的演变和分布式对象系统进行了介绍,对分布式计算、对象模型和实时系统进行了研究,对实时系统应用进行了分析,提出了分布式实时应用的特殊要求。 接着,研究对象管理体系结构(OMA),CORBA体系结构,包括对象模型、对象请求代理的体系结构、对象接口定义、客户端机制和服务端机制。在此基础上,研究了OMG的实时CORBA的体系结构、ORB的资源控制(包括处理器资源控制、存储器资源控制和网络资源控制)、同步和调试服务及QoS框架。并展望了实时CORBA在实时领域的应用前景。 然后,在上述的研究基础上,对实时CORBA的线程池策略进行了研究,并给出了实现实时CORBA线程池的两种模型——半同步/半异步模型和领导者/跟随者模型。分别对半同步/半异步模型和领导者/跟随者模型进行分析及对它们的性能进行评价,并得出了结论。 最后,对QoS驱动的CORBA进行了研究。介绍了CORBA为支持QoS所做的相应扩展,探讨了QoS驱动CORBA的系统构架和体系结构及支持服务质量的程序的交互过程。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 符号说明
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究的发展和现状分析
• 1.3 本文的主要工作及组织结构
• 第2章 分布式对象计算和实时系统
• 2.1 软件开发模式的演变
• 2.1.1 单机模式
• 2.1.2 两层客户机/服务器结构
• 2.1.3 三层客户机/服务器结构
• 2.1.4 分布式对象系统
• 2.2 分布式计算
• 2.3 对象模型
• 2.4 实时系统
• 2.4.1 实时系统的定义
• 2.4.2 实时系统的特征
• 2.4.3 实时系统应用分析
• 2.5 分布式实时应用的特殊要求
• 第3章 CORBA基本概念及其体系结构
• 3.1 CORBA概述
• 3.2 CORBA的发展与演化
• 3.2.1 对象管理组织（OMG）简介
• 3.2.2 CORBA规范的发展历程
• 3.3 对象管理体系结构（OMA）
• 3.4 CORBA基本概念
• 3.5 公共对象请求代理体系结构
• 3.5.1 OMG的对象模型
• 3.5.2 对象请求代理的体系结构
• 3.5.3 对象接口定义
• 3.5.4 客户端机制
• 3.5.5 服务端机制
• 第4章 实时 CORBA基本概念及其体系结构
• 4.1 实时 CORBA规范简介
• 4.2 实时 CORBA的基本概念
• 4.3 实时 CORBA体系结构
• 4.3.1 实时CORBA模块
• 4.3.2 实时ORB
• 4.3.3 线程调度
• 4.3.4 实时CORBA优先级
• 4.3.5 本地优先级和优先级映射
• 4.3.6 实时CORBA Current
• 4.3.7 优先级模型
• 4.3.8 实时 CORBA互斥体与优先级继承
• 4.3.9 线程池
• 4.3.10 优先级绑定的连接
• 4.3.11 非多工连接
• 4.3.12 调用超时
• 4.3.13 客户端和服务器端协议配置
• 4.3.14 实时 CORBA配置
• 4.4 ORB的资源控制
• 4.4.1 处理器资源控制
• 4.4.2 存储器资源控制
• 4.4.3 网络资源控制
• 4.5 同步和调度服务
• 4.6 QoS框架
• 4.7 实时CORBA的发展和展望
• 第5章 实时CORBA线程池的实现模型
• 5.1 线程池的基本概念
• 5.1.1 线程
• 5.1.2 线程池
• 5.2 实时CORBA线程池策略的实现模型
• 5.3 半同步/半异步模型
• 5.3.1 问题描述
• 5.3.2 解决方法
• 5.3.3 模型结构
• 5.3.4 模型实现
• 5.3.5 性能评价
• 5.4 领导者/跟随者模型
• 5.4.1 问题描述
• 5.4.2 解决方法
• 5.4.3 模型结构
• 5.4.4 模型实现
• 5.4.5 性能评价
• 5.5 小结
• 第6章 QoS驱动的CORBA的研究
• 6.1 QoS的定义
• 6.2 CORBA与QoS机制
• 6.3 基于实时CORBA的多维QoS结构
• 6.4 使用 Qos驱动的CORBA系统的好处
• 6.5 QoS驱动的 CORBA的要求
• 6.6 QoS驱动的CORBA的设计
• 6.6.1 QoS驱动的 CORBA的交互接口
• 6.6.2 QoS驱动的CORBA的交互接口的调用层次
• 6.6.3 CORBA系统中支持QoS机制的系统扩展
• 6.6.4 QoS驱动的CORBA应用的交互过程
• 6.7 小结
• 结束语
• 参考文献
• 攻读工程硕士期间发表的论文
• 独创性声明
• 致谢