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随着单处理机计算速度和网络技术的不断提高与发展，计算机应用范围逐渐扩大，异构计算系统在现实生活和工作中得到了广泛运用。实时硬件任务调度与资源管理是异构计算系统的关键问题，是研究中亟待解决的一个难题。异构计算的实时硬件任务调度目标是在有限约束条件的前提下为实现一定性能指标而尽量减少整个系统的处理时间。文中所提出的异构计算系统是基于现场可编程门阵列FPGA加速的多结点处理系统。实时硬件任务调度分为全局系统调度和目标处理结点的局部调度。在全局系统调度下，本文针对最佳适应算法Best-Fit的缺陷提出了性能更高的基于首适应的最佳适应算法BFBOFF；而在目标处理器结点的局部调度下，本文在避免最大入侵的原则上提出了一种避免入侵最佳适应算法AIBFA。通过实验的性能仿真证实了BFBOFF算法和AIBFA算法分别降低了全局系统调度的平均时间负载率和目标处理器结点局部调度的任务拒绝率。本文对目标处理结点上的FPGA资源管理的研究包括寻找空闲资源全集算法和任务在FPGA上的放置算法。高效的FPGA空闲资源管理策略对系统整体性起着非常重要的作用。针对寻找空闲资源全集的问题提出了一种基于单向栈的算法来寻找最大空闲矩形(MFR)，利用可重构计算单元的不同M值进出单向栈来搜索到所有最大空闲矩形，通过实验表明，算法通过使用单向栈与算法优化，有效提高了查找空闲资源全集时的性能。硬件任务在FPGA上的放置就类似于软件任务在计算机内存中的运行，随着硬件任务的放置，FPGA中的资源碎片可能会越来越多，这严重地影响着系统的整体性能，本文提出了一种基于二维空间邻接度算法TDSADA法来减少FPGA资源的碎片率。