開放式實時系統(tǒng)任務調(diào)度的研究.pdf

1、隨著計算機硬件技術的巨大進步，獨立開發(fā)與發(fā)布的硬實時、軟實時與非實時應用程序一起運行于快速、通用目的的工作站與個人計算機系統(tǒng)的情況成為了可能，并且這些應用程序可以動態(tài)地進入或退出系統(tǒng)，這種系統(tǒng)就是“開放式實時系統(tǒng)”，它是目前研究最熱的實時計算領域之一。實時系統(tǒng)的關鍵技術之一是實時調(diào)度。傳統(tǒng)的實時調(diào)度理論與方法雖然已經(jīng)相當成熟，但它們用于傳統(tǒng)實時系統(tǒng)，專門針對某一特定類型的實時應用。如何調(diào)度開放式實時系統(tǒng)中的任務是一個新的挑戰(zhàn)性問題。

2、 二維優(yōu)先級實時調(diào)度機制不僅劃分任務優(yōu)先級，還劃分調(diào)度策略優(yōu)先級。首先設置各種調(diào)度策略的優(yōu)先級，如：將EDF（Earliest Deadline First）策略優(yōu)先級設為最高，其次是RM（Rate-Monotonic），再其次是軟實時調(diào)度策略SD（Share-Driven），優(yōu)先級最低的是用于調(diào)度非實時任務的策略。然后劃分各調(diào)度策略內(nèi)部任務的優(yōu)先級。二維優(yōu)先級調(diào)度機制中任務的執(zhí)行順序由任務的調(diào)度策略優(yōu)先級與任務的優(yōu)先級共同決定。這

3、種算法不僅解決了傳統(tǒng)優(yōu)先級調(diào)度方法中調(diào)度策略依賴于調(diào)度機制的問題，還克服了以往開放式實時調(diào)度架構不適合并行分布式實時應用的缺點，適用于具有特權等級的場合。 但是，二維優(yōu)先級實時調(diào)度機制中，高優(yōu)先級調(diào)度策略的實時任務可能會讓較低優(yōu)先級策略的任務長時間得不到CPU（Central Processing Unit）而處于死等狀態(tài)，并且不適合公平性的場合?；诔Ａ坷寐史掌鞯幕旌险{(diào)度架構為每個實時調(diào)度策略分配一個常量利用率服務器，在底

4、層，一個全局的EDF 調(diào)度器負責調(diào)度和維護頂層各服務器。這種調(diào)度架構不僅解決了以往方案中存在的問題，而且彌補了二維優(yōu)先級調(diào)度機制的不足，適用于公平性場合。通過引入空閑帶寬回收及任務溢出控制機制對常量利用率服務器進行改進，其性能可以得到進一步提升。 常量利用率服務器的大小是固定的，而開放式系統(tǒng)的負載是動態(tài)變化的，因此，常量利用率服務器大小的設置會影響系統(tǒng)性能，若其大小大于任務實際需求，會浪費多余CPU 資源；若小于實際需求，會將一

5、些本可接受的任務拒之門外?？勺兝寐史掌鞯拇笮∧芨鶕?jù)系統(tǒng)負載的變化而變化，且其維護算法優(yōu)于常量利用率服務器。實驗結果表明，基于可變利用率服務器的二級層次調(diào)度架構的性能更優(yōu)，更適合開放式實時系統(tǒng)任務調(diào)度。 隨著應用規(guī)模的擴大，若干相互獨立開發(fā)與發(fā)布的實時應用程序與非實時應用程序一起協(xié)同運行于一個分布式系統(tǒng)的需要在不斷增長。這類分布式開放實時系統(tǒng)對任務調(diào)度提出了新的要求?；谔幚砉?jié)點歸類分配（CPNA，Classified-Pro

6、cessingNode Allocation）算法與啟發(fā)式和FCF（First Committed First）調(diào)度算法結合的實時調(diào)度架構比較適合同構系統(tǒng)，且有較好的性能，但當處理節(jié)點太少或節(jié)點歸類不多時，調(diào)度機制與調(diào)度策略分離程度不高，開放程度受限，其優(yōu)勢不能發(fā)揮出來。基于最大需求優(yōu)先與最空閑適應分配算法及可變利用率服務器算法的實時調(diào)度架構克服了以往方案的缺點，適合多種任務模型，支持調(diào)度機制與策略相分離，適合復雜的并行分布式應用程序，