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1、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
2、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
3、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
4、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),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
5、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),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?,时间,各进程到达时间,必须完成时间,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 管程:概念,特点 死锁问题:原因,条件,解决方法;银行家算法 处理机调度:分为几个层次(作业调度、中级调度、进程调度);评价调度算法的指标;调度算法各自的特点;采用不同的算法计算进城的周转时间、调度顺序等;实时调度概念、常见算法,
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