第三章 实时调度

实时系统：

1.指系统能够在限定的响应时间内提供所需水平的服务。

2.指计算的正确性不仅取决于程序的逻辑正确性，也取决于结果产生的时间，如果系统的时间约束条件得不到满足，将会发生系统出错。

1. 实现实时调度的基本条件

1）提供必要的信息

为了实现实时调度，系统应向调度程序提供有关任务的下述信息：

就绪时间。该任务成为就绪状态的时间。

开始截止时间、完成截止时间。

处理时间。从开始执行到完成所需时间。

资源要求。任务执行时所需的一组资源。

优先级。根据任务性质赋予不同优先级。

2）系统处理能力足够强

3）采用抢占式调度机制

4）具有快速切换机制

2. 实时调度算法的分类

根据实时任务的性质：硬实时调度算法；软实时调度算法；

按调度方式：非抢占调度算法；抢占调度算法；

根据调度时间不同：静态调度算法；动态调度算法。

多处理机环境下：集中式调度；分布式调度

1）非抢占调度算法

该算法较简单，用于一些小型实时系统或要求不太严格的实时系统中，又可分为：

a.非抢占式轮转调度算法。常用于工业生产的群控系统中，要求不太严格。

b.非抢占式优先调度算法。要求相对严格，根据任务的优先级安排等待位置。可用于有一定要求的实时控制系统中。（精心设置可获得百ms级的响应时间）

2）抢占式调度算法

       较严格的实时系统中（t约为数十ms），选择采用抢占式优先权调度算法。根据抢占发生时间可分为：

a.基于时钟：某高优先级任务到达后并不立即抢占，而等下一个时钟中断时抢占。

b.立即抢占：一旦出现外部中断，只要当前任务未处于临界区，就立即抢占处理机。

3. 常用的几种实时调度算法

目前有许多实时调度算法，在常用的算法中简单介绍两种实时调度算法：

最早截止时间优先EDF（Earliest Deadline First）算法

最低松弛度优先LLF（Least Laxity First）算法

1）最早截止时间优先EDF（Earliest Deadline First）

根据任务的开始截止时间来确定任务的优先级。截止时间越早，其优先级越高。

系统保持一个实时任务就绪队列

队列按各任务截止时间的早晚排序

调度程序总是选择就绪队列中的第一个任务，分配处理机使之投入运行。

新任务产生时，是否等当前程序执行完：

抢占式/非抢占式

可能会使作业错过，但可适用于软实时系统

2）最低松弛度优先LLF（Least Laxity First）

根据任务紧急（或松弛）的程度，来确定任务的优先级。任务的紧急程度越高（松弛度值越小），优先级就越高。

松弛度=截止完成时间 – 还需执行时间- 当前时间

 可理解为当前时刻到开始截止时刻间的差距，随着时间的推进，这个差值逐渐变小，任务越来越紧迫。