(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211343774.5 (22)申请日 2022.10.31 (71)申请人 中国空间技 术研究院 地址 100094 北京市海淀区友谊路104 号 (72)发明人 邓兵　徐楠　王超　邢川　郭兵勇　 (74)专利代理 机构 北京志霖恒远知识产权代理 有限公司 1 1435 专利代理师 郭栋梁 (51)Int.Cl. G06F 9/455(2006.01) G06F 9/50(2006.01) G06F 8/30(2018.01) G06N 3/12(2006.01) (54)发明名称 一种基于脚本的星载分布式软件任务动态 调配方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于脚本的星载分布式 软件任务动态调配方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： S1.设计基于脚本多任务计算架构， 实现多 任务异构并行计算； S2.对基于脚本的软件任务 进行多个计算节点间迁移， 衍生出基于脚本的细 粒度备份策略； S3.将脚本动态绑定C语言计算 库。 本发明中， 通过实现脚本及脚本虚拟机技术， 在各个阶段节点安装固定脚本虚拟机及算法库 的基础下， 基于脚本实现跨节点异构计算； 通过 脚本序列化技术， 实现多虚拟 机之间的脚本任务 的传输， 实现异构节点脚本动态部署； 通过对多 任务和多节 点基于任务有向无环图进行建模， 基 于遗传算法， 以最短完成时间为目标函数， 计算 获得多节点任务计算时间最优化策略。 权利要求书1页 说明书16页 附图4页 CN 115525398 A 2022.12.27 CN 115525398 A 1.一种基于脚本的星载分布式软件 任务动态调配方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1.设计基于脚本多任务计算架构， 实现多任务异构并行计算； S2.对基于脚本的软件任务进行多个计算节点间迁移， 衍生出基于脚本的细粒度备份 策略； S3.将脚本动态绑定C语言计算库， 基于C语言实现虚拟机的运行， 实现脚本程序的稳定 运行； S4.对多节点计算任务进行数学建模， 基于遗传算法， 得到优化后的资源配置方案， 完 成计算任务， 达 到最大的优化计算 性能。 2.根据权利要求1所述的一种基于脚本的星载分布式软件任务动态调配方法， 其特征 在于， 所述 步骤S1中实现多任务异构并行计算的方法具体包括以下步骤： S11.将脚本语言在虚拟机上进行运行， 脚本运行采用多个虚拟机版本一致， 使脚本可 以在多个虚拟机无 缝迁移； S12.步骤S11中的虚拟机是基于标准C代码进行编写， 根据不同的异构硬件平台编译不 同版本的虚拟机进行部署， 脚本程序编译之后的中间层程序能在不同的异构平台上动态迁 移， 即可实现多任务异构并行计算。 3.根据权利要求1所述的一种基于脚本的星载分布式软件任务动态调配方法， 其特征 在于， 实现所述 步骤S2的方法具体包括以下步骤： S21.脚本程序定期把虚拟机运行状态信 息发送给主计算节点， 主计算节点存储计算数 据并监控脚本程序运行状态； S22.当计算节点出错时， 主计算节点无法获取计算节点信息， 并开始把备份的状态信 息恢复到备份计算节点， 由于基于虚拟机状态进 行恢复， 能够 恢复脚本的运行堆栈， 实现恢 复状态达 到指令级的一 致。 4.根据权利要求1所述的一种基于脚本的星载分布式软件任务动态调配方法， 其特征 在于， 所述 步骤S3中实现脚本程序稳定运行的方法具体包括以下步骤： S31.通过解析脚本程序， 获取词语形成语义表达式树， 根据语义表达式树进行编译， 生 成中间层语言， 进 而实现脚本程序能够 在虚拟机上 稳定运行。 5.根据权利要求1所述的一种基于脚本的星载分布式软件任务动态调配方法， 其特征 在于， 所述 步骤S4中实现优化计算 性能的方法具体包括以下步骤： S41.考虑多节点计算能力、 任务运行时间、 任务运行数据、 节点传输速率、 任务依赖关 系的因素， 建立多任务的有向无环图， 明确任务计算的约束和多任务并行计算时间最短的 目标函数； S42.基于多任务计算数学模型， 以任务安排的对应关系为基因， 以目标函数倒数为适 应率， 基于遗传算法， 每一代都进行排序， 选出皇帝节点和公爵节点， 皇帝节点能够被直接 保留到下一代， 公爵节点和皇帝节点具备交配权利， 建立交配， 变异过程后， 把适应率高的 个体替换上一代中适应率低的个 体， 直到全部替换完成， 经 过20代后， 收敛到优化 解。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115525398 A 2一种基于脚本的星载分布式 软件任务动态调配方 法 技术领域 [0001]本发明涉及星载航天系统技术领域， 尤其涉及一种基于脚 本的星载分布式软件任 务动态调配方法。 背景技术 [0002]随着星载电子技术的发展， 单个单机或单个单板采用单个计算核心的传统硬件搭 配方式已经无法满足日益增长的星载计算需求， 高速总线互连的异构 计算架构星载计算机 正在逐步迈上历史舞台， 星载计算能力和数据传输速率都得到了较大 的提升， 传统的每个 计算核心运行单个软件配置项的星载软件设计模式已经无法满足当前的硬件发展需求， 分 布式化、 异构化、 智能化的软件框架将是未来星载软件架构发展的趋势。 为了实现新一代的 软件架构设计， 我们面临如下问题： 1、 解决异构 计算问题； 2、 如何在 多个结算节 点之间动态 的部署任务和传输数据； 3、 如何能够通过一套算法， 在考虑任务依赖关系、 节点计算能力、 节点间传输能力的前提下， 最快的完成计算任务， 达 到最大的计算 性能。 发明内容 [0003]本发明的目的在于： 为了解决上述问题， 而提出的一种基于脚本的星载分布式软 件任务动态调配方法。 [0004]为了实现上述目的， 本发明采用了如下技 术方案： [0005]一种基于脚本的星载分布式软件 任务动态调配方法， 包括以下步骤： [0006]S1.设计基于脚本多任务计算架构， 实现多任务异构并行计算； [0007]S2.对基于脚本 的软件任务进行多个计算节点间迁移， 衍生出基于脚本的细粒度 备份策略； [0008]S3.将脚本动 态绑定C语言计算库， 基于C语言实现虚拟机的运行， 实现脚本程序的 稳定运行； [0009]S4.对多节点计算任务进行数学建模， 基于遗传算法， 得到优化后的资源配置方 案， 完成计算任务， 达 到最大的优化计算 性能。 [0010]优选地， 所述 步骤S1中实现多任务异构并行计算的方法具体包括以下步骤： [0011]S11.将脚本语言在虚拟机上进行运行， 脚本运行采用多个虚拟机版本一致， 使脚 本可以在多个虚拟机无 缝迁移； [0012]S12.步骤S11中的虚拟机是基于标准C代码进行编写， 根据不同的异构硬件平台编 译不同版本的虚拟机进行部署， 脚本程序编译之后的中间层程序能在不同的异构平台上动 态迁移， 即可实现多任务异构并行计算。 [0013]优选地， 实现所述 步骤S2的方法具体包括以下步骤： [0014]S21.脚本程序定期 把虚拟机运行状态信息发送给主计算节点， 主计算节点存储计 算数据并监控脚本程序运行状态； [0015]S22.当计算节点出错时， 主计算节点无法获取计算节点信息， 并开始把备份的状说　明　书 1/16 页 3 CN 115525398 A 3