作系统10--实时调度.ppt

10.*/13 ?* 操作系统 操作系统 5、实时调度 1） 实时系统(real-time system) P11 实时：表示“及时”， 实时系统是系统能及时响应外部事件请求，在规定时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。 用于工业过程、军事、金融等实时控制、实时信息处理领域 操作系统 按任务执行时是否呈现周期性来划分： 周期性实时任务：每隔一段固定的时间发生 非周期性实时任务：在不可预测的时间发生。 截止时间(deadline)： 开始截止时间（最晚开始时间）和完成截止时间（最晚完成时间） 根据对截止时间的要求来划分： 硬实时任务：存在必须满足的时间限制。 软实时任务:可以容忍偶尔超过时间限制。 实时任务的类型： 操作系统 2）实现实时调度的基本条件 提供必要的信息(就绪时间、截止时间、处理时间、资源要求、资源优先级) 系统处理能力要足够强: 单处理机情况下：设有m个周期性事件，事件i的周期为Pi，其中每个事件需要Ci秒的CPU时间来处理，可调度的的实时系统必须满足： C1/P1 + C2/P2 + … + Cm/Pm ≤ 1 采用抢占式调度机制 具有快速切换机制 操作系统 3）实时调度算法的分类 1)非抢占式调度算法 : 非抢占式轮转调度算法(实时要求不太严格，s) 非抢占式优先调度算法(要求比较严格,数百ms) 2)抢占式调度算法: 基于时钟中断的抢占优先调度算法(要求比较严格,数10ms) 立即抢占优先权调度算法(紧迫任务,几ms甚至百微秒) 操作系统 图 3-8 实时进程调度 操作系统 4）常用的几种实时调度算法 I.最早截止时间优先即EDF(Earliest Deadline First)算法 P100 图 3-9 EDF算法用于非抢占调度方式 1）非抢占式调度用于非周期实时任务：最早开始截止时间优先 操作系统 Fig. 3-10 2）抢占式调度用于周期实时任务：最早完成截止时间优先 操作系统 II. 最低松弛度优先即LLF(Least Laxity First)算法 P101 该算法是根据任务紧急(或松弛)的程度，来确定任务的优先级，即选择松弛度最少的进程执行该算法。 主要用于可抢占调度方式中。 松弛度：即各个进程的富裕时间（裕度） 松弛度=必须完成时间-其本身的运行时间-当前时间 操作系统 图 3-12 利用LLF算法进行调度的情况 图 3-11 A和B任务每次必须完成的时间 假如在一个实时系统中，有两个周期性实时任务A和B，任务A要求每 20 ms执行一次，执行时间为 10 ms；任务B只要求每50 ms执行一次，执行时间为 25 ms。 操作系统 实时调度问题-习题1 对下面的5个非周期性实时任务，按最早开始截止时间优先调度算法如何进行CPU调度？(非抢占式/抢占式) 进程 到达时间 执行时间 开始截止时间 A 10 20 110 B 20 20 20 C 40 20 50 D 50 20 90 E 60 20 70 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 A B C D E B C E D A 到达时间 开始截止时间 操作系统 实时调度问题-习题1 对下面的5个非周期性实时任务，按最早开始截止时间优先调度算法如何进行CPU调度？(非抢占式/抢占式) 进程 到达时间 执行时间 开始截止时间 A 10 20 110 B 20 20 20 C 40 20 50 D 50 20 90 E 60 20 70 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 A B B C C E E D D A A B C D E B C E D A 到达时间 开始截止时间 操作系统 实时调度问题-习题2 若有3个周期性任务，各任务的周期和执行时间如下表所示，考虑应如何按最低松弛度优先算法对它们进行CPU调度？ 进程 周期 执行时间 A 20 10 B 50 10 C 50 15 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 A1 B1 C1 A2 A3 B2 C2 A4 A5 A6 B3 C3 A1 A2 A3 A4 A5 时间 各进程到达时间 必须完成时间 B1C1 B2C2 操作系统 （第三章 进程管理）小结 顺序执行和并发执行 进程：相关概念;(与程序比较)；静态表示（上下文，包括PCB），动态表示（状态） 进程控制:状态转换（注意：挂起和激活）… 互斥和同步：临界资源、临界区；信号量、PV操作；经典同步问题、同步问题;管程 进程间通信IPC：基本概念；三种通信方式；直接、间接方式 线程：引入原因，与进程比较 管