随着计算(Computation)、通信(Communication)、控制(Control)等3C技术的迅猛发展,人类赖以生存的物理世界正朝着网络化、信息化的方向发展,信息物理融合系统(CPS)已经成为全球信息技术和信息产业发展的新趋势。CPS注重计算资源与物理资源的紧密结合与协调,需要实时动态和可靠地完成物理世界的感知、互联和反馈等功能。其中,节点操作系统是CPS的核心部分,而调度作为节点操作系统的关键模块,如何设计出满足CPS属性要求的调度策略,对CPS现有的理论和技术提出了新的挑战。基于对现有节点操作系统的特点和调度机制的研究与分析,考虑到节点操作系统的实时性、动态性、开放性、可预测性和低开销的特点,本文建立了一种层次式的调度框架,并设计了BWI-RIP调度策略,该策略能混合调度多种时间需求的任务,且不需要提前预知任务的相关信息,并能解决因共享资源等资源竞争问题。本文首先基于节点操作系统的特点,对调度系统进行了建模,给出系统的相关定义、任务模型和资源模型。其次本文在已有框架的基础上进行深入研究,考虑在本系统中有多种时间需求任务的混合存在,建立一种层次式的调度框架,该框架底层的系统调度器基于EDF算法对服务器的集合进行调度,而每个服务器以一定的比率占用CPU时间,同时,服务器又调度一个任务集,为其提供资源服务。该框架能够混合调度软实时和硬实时任务,具有良好的可扩展性。然后根据CPS调度的特点,分析了现有静态调度算法在混合调度多种类型的任务和访问共享资源时存在的不足：需要提前预知任务相关信息。再次,在框架的基础上设计一种常量带宽服务器(CBS)算法和优先级继承协议(PIP)相结合的带宽继承协议(BWI),既能混合调度硬实时和软实时任务,又解决了优先级反转等现象。同时又将BWI与资源隔离机制(RIP)相混合,解决了硬实时任务可能错失时限的问题,并针对BWI和RIP的性质,进行了可调度性分析,从理论上得出此策略能够确保系统的实时性。最后,通过仿真实验对比,表明本文设计的混合调度策略基本满足了设计目标和CPS节点操作系统的要求,具有进一步研究和应用的价值。