Планирование задач
Планирование задач – алгоритм построения очереди задач на выполнение.
Алгоритмы:
статические
динамические
Статические алгоритмы основаны на применении основных характеристик задач и подразумевают построение примерного плана их исполнения.
Достоинства:
1. Если система предсказуема на первом шаге, то она будет предсказуема на всех других.
2. Система может пойти неверно, если последовательность построена неверно.
Недостатки:
1. Использование в каждом цикле исполнения задачи одной и той же последовательности задач.
2. Изменение очередности исполнения задач не допускается.
Рис.5.
В результате действия алгоритма существует вероятность накопления суммарной «нехватки времени». В системе могут накопиться остатки неиспользованного времени.
Динамические алгоритмы планирования предназначены для изменения последовательности задач во время функционирования системы. Изменение последовательности задач происходит перед новым тактом и требует от вычислительного узла дополнительных ресурсов для пересчета последовательности задач. В отличие от статического планирования, динамическое позволяет адаптировать систему к текущему состоянию.
Достоинства:
Оптимальное распределение временных участков подзадач.
Возможность дополнения списка задач в процессе функционирования системы.
Недостатки:
Сложность реализации алгоритмов.
Повышенные требования к вычислительному узлу.
3. Предсказуемость системы зависит от алгоритма на каждом этапе функционирования.
Задачи динамического планирования реализуются в виде аппендикса. Далее запускается операционная система, потом периодические, апериодические, спорадические задачи, затем фоновые задачи.
Рис.6.
Существует множество алгоритмов планирования задач. Рассмотрим 7 алгоритмов.
Планирование периодических задач
Планирование периодических задач связано с разработкой последовательности построения задач, выполняемых на одном вычислительном узле.
Есть два подхода к построению:
Фиксированный приоритет задач. Приоритет вычисляется один раз до запуска системы и остаётся неизменным в течение цикла функционирования задач.
Динамически назначаемый приоритет. Приоритет может быть установлен во время функционирования задач.
Назначение динамического приоритета производится крайним сроком исполнения задачи. В связи с этим были разработаны группы планирования:
Алгоритмы планирования задач с фиксированным приоритетом.
Вытесняющие алгоритмы планирования задач (подразумевает возможность вытеснения одной задачи другой, в зависимости от приоритета).
Существует три основных алгоритма планирования:
RM
EDF
LSTF
RM (алгоритм с фиксированным приоритетом)
Приоритет задачи назначается согласно следующему принципу: чем меньше периодическая задача, тем больше приоритет. Данный алгоритм всегда формирует оптимальную последовательность задач, если это возможно.
Рис.7.
Чем реже вызывается задача, тем выше у нее приоритет.
EDF (алгоритм с динамическим планированием задач)
Приоритет назначается согласно следующему принципу: чем меньше срок выполнения, тем выше приоритет.
В каждый цикл задачи последовательности выстраиваются заново в зависимости от критического срока выполнения. Реализованный алгоритм зависит от количества задач в определенный момент времени.
LSTF (алгоритм планирования)
Приоритет задачи назначается согласно следующему принципу: чем меньше время связывания задачи, тем выше приоритет.
t – физическая величина, время выполнения задачи, задается пользователем.
Свойства задач:
Задача – объект, который имеет метод, выполняемый в системе реального времени.
Задача – это единица измерения объектов системы исполнения реального времени.
Тип задачи (P, A, S, F, O).
P периодические
A апериодические
S спорадические
F фоновые
O аппендиксы
T – период.
t – время выполнения.
Критический крайний срок D исполнения.
tв – время начала функционирования задачи; определяет такт времени, в который задача начинает функционировать каждый цикл.
Приоритет зависит от алгоритма планирования и является произвольным.
Время связывания зависит от периода, типа задачи, крайнего критического срока исполнения.