EDF调度算法概要

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一、引入 2、国内外研究概况
在同样的系统模型下，也存在动态优先级的调度算法：
Earliest deadline first,EDF
EDF按实时任务截止期的远近来分配优先级，任何时刻总是 总是运行优先级最高的任务，即总是优先运行最紧迫的任务。 EDF对于硬实时周期任务或硬实时非周期任务的调度来 说都是最优的 动态优先级调度算法。
软实时任务：不强制性要求在规定时限内完成，但若错过其截止 时期会导致系统性能下降。
e.g 银行业务、电话网交换机；
实时任务 还可分为 周期任务 和 非周期任务（亦称偶发任务）。
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一、引入 1、背景、目的及意义
从实时系统理论的发展来看，主要有以下几个方面： 硬实时周期任务的调度： 主要在单处理器且只存在多个独立硬实时周期任务的条件 下给出一种调度算法； 在保证硬实时周期任务的时限要求前提下，考虑偶发任务、 软实时任务的混合调度： 对软实时任务的调度目标：对软实时非周期任务，提高 它们的响应时间；对软实时周期任务，针对当错过截止期的 软实时任务数达到一定比例后也是不能接受的情况，提出了 保证一个软实时周期任务在任意连续m次任务中，至少有n次 任务在截止期限内完成的调度要求，并将能满足这种调度要 求的实时系统称为弱硬实时系统（e.g 实时网络传输）。 对偶发任务的调度目标：因为偶发任务也是硬实时任务， 故需满足它们的时限要求并给出可调度性判定条件。
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一、引入 1、背景、目的及意义
从实时系统理论的发展来看，主要有以下几个方面： 有资源互斥的硬实时任务调度： 提出几种资源互斥协议来防止优先级反转和死锁问题， 并给出相应的可调度判定条件。 多处理器实时任务调度，前面的研究都是假定系统中只有 一个处理器，忽略实际复杂的因素，将注意力集中到调度算 法、资源访问控制和可调度性分析判定的基本原理上。这部 分将这些理论应用于包含多个处理器的实时系统中，并处理 在单处理器系统中未出现的问题。
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一、引入 2源自文库国内外研究概况
实时调度算法
在非实时系统中，经常采用时间片轮转算法等来对各任务 进行调度，很显然这并不适合对时限有严格要求的实时系 统。
实时系统的调度算法按决策产生的时机可分为 脱机调度 （off line）和 联机调度（on line）。
脱机调度 ：要求事先知道所有任务的运行参数才能做 出最优的决策，需要整个系统的确定性是其最大缺点
Research on the Earliest Deadline First Real-Time Scheduling Algorithm
最早截止期优先实时调度算法研究
内容要点
一、引入 1、背景、目的及意义 2、国内外研究概况 二、实时系统模型和EDF算法 1、实时系统模型
2、EDF实时调度算法
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一、引入 1、背景、目的及意义
目前业界公认的已经成为工业标准的实时调度算法有两个： 最优固定优先级调度算法：单调速率调度算法RM 最优动态优先级调度算法：最早截止期优先调度算法EDF EDF不仅可调度硬实时周期任务，还可调度硬实时非周 期任务（偶发任务），且调度硬实时周期任务集时，周期 任务集总负载最大可达100%。 这篇论文主要就是分析该调度算法的性质，特别是最大 可挪用时间的性质和计算，及其在硬实时周期任务、偶发 任务、软实时任务的混合调度，资源访问控制等领域的应 用。通过改进混合调度算法和可调度性判定条件，来提高 处理器利用率。
联机调度 ：在系统运行时根据已释放的任务来决策， 目前使用最广泛的优先级驱动调度就是联机调度。
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一、引入 2、国内外研究概况
优先级驱动调度可分为 可抢占式 和 不可抢占式。
因已经证明：所有非抢占的优先级驱动调度都不是最优的， 只有可抢占的调度算法才可能达到最优的调度，故下面讨论的 都是可抢占的优先级驱动调度。 优先级驱动调度又可分为 固定优先级 和 动态优先级。 e.g 单调速率调度算法RM 根据周期任务的释放频率，即周期的长短来分配任务的 优先级，周期越短的任务优先级越高。 n 其可调度性判定的充要条件：周期任务集的负载 U ≤ n( ,其中n为周期任务数，当n很大时，该右式趋近于0.693。
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一、引入 2、国内外研究概况
当然，RM是基于这样一种比较理想的硬实时周期任务模型： i. 所有的任务都是周期任务 ii. 所有的任务都是不相关的，即它们没有共享资源 iii.所有任务都有一个固定的执行时间或最大执行时间 iv.所有任务的相对截止时间 都等于它们的周期 v. 所有任务都是可抢占的 vi.系统只有一个处理器 注：若iv不成立，则RM不是最优的固定优先级调度算法。这 事可采用另一种算法：时限单调(deadline monotonic)调度算 法DM，其按任务的相对时限来分配优先级：相对时限越短， 优先级越高。
1、访问控制协议 2、可调度判定条件 3、对比实验
六、总结
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一、引入 1、背景、目的及意义
在实时系统的理论研究中，按对计算完成时间的约束要求将 实时任务 分为 硬实时任务 和 软实时任务。
硬实时任务：规定时限内必须完成，否则会产生严重后果。 e.g 汽车的刹车制动系统任务、核反应堆的冷却系统任务；
3、EDF调度算法的最优性 4、硬实时周期任务集的可调度性判定 三、最大可挪用时间 1、问题描述 2、最大可挪用时间的性质 3、可延迟时间逼近算法
4、仿真实验
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内容要点
四、硬实时周期任务和偶发任务混合调度
1、空闲时间分布 2、可挪用时间
3、空闲挪用时间判定算法
4、仿真实验
五、资源访问控制
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一、引入 2、国内外研究概况
还有其他的动态优先级调度算法，e.g 最小空闲时间优先 （Least Slack Time First,LST）算法。
一个任务在t时刻的空闲时间等于： 截止时刻－ t －该任务的剩余执行时间
虽然LST也是具有最优性，但需随时监视所有就绪任务，运行 时的开销较大，且如果两个任务的空闲时间接近，很容易产生 调度的颠簸现象，所以实际使用中一般不适用。