最早截止时间优先算法

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实时系统中的实时操作系统调度策略比较(一)

实时系统中的实时操作系统调度策略比较(一)

实时系统中的实时操作系统调度策略比较引言:实时系统是一类对时间敏感的应用系统,其对任务的响应时间有着极高的要求。

而实时操作系统(RTOS)则是实现实时系统功能的核心组成部分之一。

在实时操作系统中,调度策略的选择对实时系统的性能和可靠性有着重要影响。

本文将比较几种常用的实时操作系统调度策略,探讨它们的优劣与适用场景。

一、固定优先级调度固定优先级调度是实时系统中最简单且常用的调度策略之一。

按照任务的优先级大小将任务分配执行时间。

优先级高的任务具有更高的执行优先级。

固定优先级调度策略简单直观,容易实现和调试。

然而,由于任务的优先级是固定的,当高优先级任务持续占用CPU资源时,低优先级任务可能会出现饥饿现象,导致系统性能下降。

二、最早截止时间优先调度最早截止时间优先(EDF)调度策略是一种动态优先级调度算法。

任务的执行顺序根据其截止时间决定。

截止时间越早的任务具有更高的动态优先级。

EDF调度策略能够保证最大化地满足任务的实时性要求。

但是,EDF调度算法需要实时监控任务的截止时间并进行动态调度,实时系统的开销较大,因此不适合一些资源有限的嵌入式系统。

三、最高响应比优先调度最高响应比优先(HRRN)调度策略是一种基于任务相应比的调度算法。

任务的相应比定义为任务的等待时间加上任务执行时间与任务执行时间之比。

相应比越高的任务具有更高的优先级。

最高响应比优先调度策略综合考虑了任务的执行时间和等待时间,能够在保证实时性的同时更好地利用系统资源。

然而,HRRN调度策略需要维护和计算每个任务的相应比,增加了调度算法的复杂度。

四、最短任务优先调度最短任务优先(STP)调度策略是一种基于任务执行时间的调度算法。

执行时间短的任务具有更高的优先级。

最短任务优先调度策略能够保证执行时间短的任务尽早完成,从而提高系统的执行效率。

然而,STP调度策略对任务的执行时间要求较高,在优先级相同的情况下,执行时间长的任务可能会出现饥饿现象。

最早期限优先调度算法(EDF)的特点和实现

最早期限优先调度算法(EDF)的特点和实现

最早期限优先调度算法(EDF)的特点和实现摘要:最早期限优先调度算法是基于优先级的动态调度方法,是最优的单处理器调度算法,具有灵活性高、能充分利用CPU计算能力的特点。

但是同时也具有调度开销增大、不能确定优先级低的任务截止之间能否得到满足的缺点,从而产生了EDF算法的优化算法NEDF和DPDS,较好的解决了上述问题,平衡了CPU使用率、响应时间、公平性和截止时间的问题。

关键词:任务调度;动态调度;优先级;EDF引言:随着计算机的发展,多道程序处理的出现需要强大的调度算法来对多任务进行调度,以确定多任务环境下任务的执行顺序以及占有CPU时间。

相对于静态、不可抢占的调度方法,EDF的出现使之凭借灵活性高、CPU占有率高很快成为最优的单处理器调度算法。

一、任务调度的基本概念在计算机发展的初期,需要使用计算机时,通常要集中在计算机所在的地方,人为的以作业的方式把工作内容一件一件的交给计算机处理,也就不存在调度的概念。

随后,出现了计算机的批处理方式,计算机把作业按照先来先服务的方式进行处理,体现了一种非常简单的调度概念。

随着多道程序处理方式的出现,调度逐渐变得重要和复杂起来。

在多任务的实时操作系统中,调度是一个非常重要的功能,用来确定多任务环境下任务执行的顺序和获得CPU资源后能够执行的时间长度。

操作系统通过一个调度程序看来实现调度功能,调度程序以函数的形式存在,用来实现操作系统的调度算法。

调度程序是影响系统性能(如吞吐率、延迟时间等)的重要部分。

在设计调度程序时,通常要综合考虑如下因素:CPU的使用率、输入、输出设备的吞吐率、响应时间、公平性和截止时间。

这些因素之间有一定的冲突性,在设计调度程序时需要优先考虑最重要的需求,然后再各种因素之间进行折中处理。

二、调度方法的分类对于大量的实时调度方法来说,主要存在以下几种划分方法:1、离线(off-line)和在线(on-line)调度根据获得调度信息的时机,调度算法可以分为离线调度和在线调度两类。

用于多媒体的最早截止时间优先算法改进

用于多媒体的最早截止时间优先算法改进
Taj 0 2 2 C ia i i 302 , h ) nn n
Ab ta t sr c :A e e rho r sac nEDF(al s e dief s) loi m sc n u td, ih i i h el o lsia e l i e ri td a l rtag rt wa o d ce whc s n teram f asc l a— me e n i h c r t
s h d l g ag rt m. mp o e t o a e n t e d n mi e d i e t sp e e t d t e r a e t e n mb ro c e ui loi n h An i r v d meh d b s d o h y a c d a l i wa r s n e o d c e s h u e f n me sa v d ts si r e v i a se t v ro d wh c a a n r d c a l e a iro e s s m. x e i n ss o tr e k o d rt a o da t n i n e l a ih c n l dt u p e it b eb h v o f h y t a n o r o e o t e E p rme t h w
用 于 多媒 体 的最 早截 止 时 间优 先 算 法 改进
马永 军 ,杨 帆
( 天津科技大学计算机科学与信息工程学 院 ,天津 3 0 2 ) 0 2 2

要 :对经典 实时调 度算法之一的 最早截止 时间优先算法进行研 究, 出一种 基于动态死线时间的改进方法 , 提 避免
了瞬时过载导致 的 系统 不可预 测的行 为. 实验表 明, 方法保证 了连 续多媒体应 用的服务质 量 , 本 达到较 高的资源利 用 率, 使该 算法更加 适合 多媒 体应 用环境. 关键词 :多媒体 ;实 时系统 ;任务调度 ;服务质量 ;最早截止时 间优先算法

车辆调度方法

车辆调度方法

车辆调度方法车辆调度是一个关键的管理环节,尤其对于物流行业来说,合理的车辆调度方法能够提高运输效率,降低成本,增强市场竞争力。

本文将介绍一些常用的车辆调度方法,并探讨其优缺点。

一、先来先服务(First Come First Serve,FCFS)方法先来先服务是最简单的车辆调度方法之一,即按照车辆到达的先后顺序进行调度。

这种方法操作简单,适用于车辆任务较少、服务时间相对稳定的情况下。

然而,FCFS方法存在一些问题。

首先,如果某辆车遇到了较长的等待时间,可能会导致运输周期延长,影响整体运输效率。

其次,车辆到达的时间并不一定能够反映任务的紧急程度,因此在某些情况下可能无法满足客户的需求。

二、最短任务时间优先(Shortest Job First,SJF)方法最短任务时间优先方法是根据任务所需的时间长短进行车辆调度。

该方法优先分配任务时间最短的车辆去执行,以最大限度地提高车辆的利用率。

SJF方法适用于任务时间变化不大、需要高效完成的情况。

然而,该方法也存在一些问题。

一方面,SJF方法容易导致优先级低的任务长时间得不到调度,影响用户体验。

另一方面,如果任务时间没有正确估计,可能导致不能按时完成任务。

三、最早截止时间优先(Earliest Due Date,EDD)方法最早截止时间优先方法是根据任务的最后期限进行车辆调度。

该方法优先安排最早截止时间的任务,以确保任务能够按时完成。

EDD方法适用于任务有严格截止时间要求的情况,例如快递配送。

然而,EDD方法也存在一些问题。

一方面,优先处理最早截止时间的任务可能会导致其他任务的延误,影响整体运输效率。

另一方面,如果任务的截止时间没有正确估计,可能导致过早或过晚完成任务。

四、遗传算法(Genetic Algorithm,GA)方法遗传算法是一种模拟自然选择和遗传机制的优化算法,通过遗传算子(交叉、变异)对种群进行进化,以获得最优解。

在车辆调度中,遗传算法可以应用于选择合适的车辆进行任务调度,以最大限度地提高运输效率。

车间调度算法

车间调度算法

车间调度算法是指为了优化车间生产调度而设计的算法。

下面介绍几种常见的车间调度算法:先来先服务(First-Come, First-Served,FCFS)算法:
工作按照到达顺序排队执行,先到先服务。

缺点是没有考虑工作的执行时间和紧急程度,可能导致长作业时间和低效率。

最短作业优先(Shortest Job Next,SJN)算法:
按照工作的执行时间进行排序,选择执行时间最短的工作优先执行。

可以最大程度地减少平均等待时间和周转时间,但可能导致长作业等待时间过长。

最高优先级优先(Highest Priority First,HPF)算法:
给每个工作分配一个优先级,优先级高的工作优先执行。

可以根据工作的紧急程度进行调度,但可能导致低优先级工作长时间等待。

轮转法(Round Robin,RR)算法:
将时间划分为时间片,每个工作在一个时间片内执行一定的时间,然后切换到下一个工作。

公平地分配处理器时间,避免长作业占用时间过长,但可能导致响应时间较长。

最早截止时间优先(Earliest Deadline First,EDF)算法:
按照工作的截止时间进行排序,选择最早截止时间的工作优先执行。

可以确保紧急工作及时完成,但需要准确估计截止时间。

启发式算法:
基于经验和启发规则进行调度决策,如遗传算法、模拟退火算法等。

可以根据具体问题的特点和需求进行调度,但可能不保证获得最优解。

不同的车间调度算法适用于不同的生产环境和问题需求。

选择适合的算法需要考虑生产特点、工作性质、优先级和调度目标等因素,并综合考虑平均等待时间、周转时间、资源利用率、紧急程度等指标。

单片机 优先级调度算法

单片机 优先级调度算法

在单片机系统中,优先级调度算法用于确定在有多个任务同时运行时,哪个任务具有更高的优先级,应该先执行。

这在实时系统和嵌入式系统中非常重要,因为这些系统通常需要对任务的响应时间和执行顺序进行精确控制。

以下是一些常见的单片机优先级调度算法:1. 固定优先级调度(Fixed Priority Scheduling):- 每个任务被分配一个固定的优先级,由开发者在设计时确定。

- 任务按照它们的优先级进行调度,具有更高优先级的任务将在具有较低优先级的任务之前执行。

2. 轮转法(Round Robin Scheduling):- 每个任务都有一个时间片(time slice)或执行时间的最大限制。

- 任务按照轮流的方式执行,每个任务在分配的时间片内运行,然后切换到下一个任务。

- 如果一个任务在其时间片结束之前未完成,它将被放回队列,等待下一个时间片。

3. 最短剩余时间优先(Shortest Remaining Time First,SRTF):- 每个任务都有一个估计的执行时间。

- 在每个调度点,选择剩余执行时间最短的任务来执行。

- 这是一种抢占式调度算法,可能会在执行过程中切换到更紧急的任务。

4. 最早截止期限优先(Earliest Deadline First,EDF):- 每个任务都有一个截止期限。

- 在每个调度点,选择截止期限最早的任务来执行。

- 这是一种抢占式调度算法,适用于实时系统,确保截止期限更早的任务先执行。

5. 多级队列调度(Multilevel Queue Scheduling):- 将任务分为多个队列,每个队列有不同的优先级。

- 任务按照其优先级放置在相应的队列中,每个队列可以采用不同的调度算法。

- 任务可以在队列之间移动,例如,根据它们的执行历史或其他因素。

选择合适的调度算法取决于系统的需求和性能要求。

实时系统通常需要更为精确和可预测的调度,而通用用途的系统可能更关注性能和资源利用率。

生产排程和生产计划的优先级排序算法

生产排程和生产计划的优先级排序算法

生产排程和生产计划的优先级排序算法生产排程和生产计划的优先级排序算法在制造业中起着至关重要的作用。

优先级排序算法是一种基于优先级标准对待处理事项进行排序的方法,它可以帮助企业有效地安排生产计划和排程,提高生产效率和产品质量。

在实际生产中,如何确定生产计划和排程的优先级,成为了每个制造企业面临的一个重要问题。

本文将介绍一些常见的生产排程和生产计划的优先级排序算法,以及它们的优缺点,帮助读者深入了解这一关键领域。

1. 最早最短工期算法(Earliest Due Date,EDD)最早最短工期算法是一种简单直观的优先级排序算法,它按照任务的截止日期来确定优先级,即越早到期的任务排在越前面。

这种算法适用于那些对交货时间要求比较紧的生产环境,能够保证及时交付产品,但可能会导致资源利用不均衡,影响生产效率。

2. 最早截止时间算法(Earliest Deadline First,EDF)最早截止时间算法是一种按照任务的最后期限来确定优先级的排序算法,它与最早最短工期算法类似,但更加注重任务的完成时间。

这种算法能够有效地控制生产过程,保证产品按时完成,但可能会忽略其他因素如资源约束等,导致任务之间的执行顺序不够合理。

3. 关键路径算法(Critical Path Method,CPM)关键路径算法是一种基于项目网络图的优先级排序算法,它通过计算各项任务的最早开始时间和最晚完成时间,确定整个生产过程中的关键路径,然后按照关键路径上的任务来进行排程。

这种算法能够有效地分配资源,保证整个生产计划按时完成,但需要较复杂的计算过程和较长的时间成本。

4. 关键链算法(Critical Chain Method,CCM)关键链算法是一种改进的关键路径算法,它在确定关键路径的基础上考虑了资源约束等因素,通过有效地管理资源,解决了资源分配不均衡的问题。

这种算法能够更加灵活地处理生产计划和排程,提高资源利用率和生产效率,但需要有较强的项目管理能力和资源调度能力。

嵌入式系统中的实时操作系统调度算法

嵌入式系统中的实时操作系统调度算法

嵌入式系统中的实时操作系统调度算法嵌入式系统是一种特殊的计算机系统,其设计目标是在特定的应用领域内提供高度可靠和实时的性能。

实时操作系统(RTOS)是嵌入式系统中常用的操作系统类型,它以管理任务和资源的方式为应用程序提供服务。

实时操作系统中的任务调度算法起着至关重要的作用,它们决定了任务执行的顺序和优先级,直接影响系统的实时性能和稳定性。

实时操作系统中常用的任务调度算法包括时间片轮转调度(Round-Robin Scheduling)、优先级调度(Priority Scheduling)、最早截止时间优先调度(Earliest Deadline First Scheduling)等。

每种调度算法都有其自身的特点和适用场景,下面将逐一进行介绍。

1. 时间片轮转调度算法时间片轮转调度算法是实时操作系统中最常见的调度算法之一。

它基于任务的优先级,为每个任务分配一个固定长度的时间片,并按顺序轮流执行任务,每个任务在一个时间片内执行完毕后转移到下一个任务。

当时间片用尽时,下一个任务将获得执行机会。

这种调度算法保证了每个任务的执行时间相对均匀,避免了某个任务霸占资源而导致其他任务无法运行的情况。

时间片轮转调度算法适用于任务的执行时间相对较短和相对平衡的场景,对于响应时间要求较高的实时系统非常有效。

然而,当任务的执行时间差异较大或任务的数量过多时,时间片轮转调度算法可能会导致任务响应时间的不确定性,不适用于要求确定性响应时间的实时系统。

2. 优先级调度算法优先级调度算法是一种简单而直观的调度算法,它为每个任务分配一个优先级,并按照优先级顺序进行调度,具有较高优先级的任务将优先执行。

在实时操作系统中,任务的优先级通常由开发者根据任务的重要性、对实时性的要求和资源的需求等因素进行设定。

优先级调度算法适用于对任务执行时间要求相对灵活的实时系统。

这种调度算法在任务完成时间较长的情况下可以保证重要任务先执行,但是如果任务的数量过多或优先级设置不当,可能会导致低优先级任务长时间等待的情况,从而影响系统的实时性。

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实时调度最早截止时间优先算法
一、设计思路
最早截止时间算法是根据任务的开始截止时间来确定任务的优先级,截止时间愈早,其优先级愈高,我以书上的抢占式调度方式用于周期实时任务的例子来编写程序,在该例中有两个周期性任务,我设计的可以输入这两个的周期时间和服务时间,然后比较它们的截止时间,哪个截止时间早就谁先执行,在单处理机情况下,必须满足∑Ci/Pi<=1,我用的是C语言编写的,只用到了一些简单的if语句for循环语句。

二、运行结果和功能
1.输入进程A的周期时间和服务时间、B的周期时间和服务时间
2.回车后执行实时调度最早截止时间优先算法,可得到下列结果
三、源程序代码
#include<stdio.h>
int main()
{
int A,B; //标记进程A,进程B的到达时间
int cycA,cycB,serveA,serveB; //进程的周期时间和服务时间float m;
int i,j,a=0,b=0,ka=0,kb=0; //ka,kb为开关,i,j,a,b为进程下标int numa=0,numb=0; //服务累计时间
printf("输入进程A的周期时间,服务时间:");
scanf("%d%d",&cycA,&serveA);
printf("输入进程B的周期时间,服务时间:");
scanf("%d%d",&cycB,&serveB);
m=(float)serveA/cycA+(float)serveB/cycB;
for(int T=0;T<=100;T++)
{
if(m-1>1e-6)
{
printf("超出CPU的处理能力!\n");
return 0;
}
if(numa==serveA) //进程A完成{
numa=serveA+1;
printf("当T=%d时",T);
printf("进程A%d结束\n",a);
if(numb<serveB)
{
printf(" 调用进程b%d\n",b);
kb=1;
}
ka=0;
}
if(numb==serveB)
{
numb=serveB+1;
printf("当T=%d时",T);
printf("进程B%d结束\n",b);
if(numa<serveA)
{
printf(" 调用进程A%d\n",a);
ka=1;
}
kb=0;
}
if(T%cycA==0 && T%cycB==0)
{
A=B=T;
j=++a;
i=++b;
printf("当T=%d时,进程A%d和进程B%d同时产生,此时,",T,j,i);
if(cycA<=cycB)
{
printf("调用进程A%d,阻塞进程B%d\n",j,i);
ka=1;
kb=0;
}
else
{
printf("调用进程B%d,阻塞进程A%d\n",i,j);
ka=0;
kb=1;
}
numa=numb=0;
}
if(T%cycA==0&&T%cycB!=0)
{
A=T;
printf("当T=%d时",T);
printf("进程A%d产生",++a); //不可能与进程A竞争处理器
numa=0;
if(numb<serveB) //进程B没有完成
if(B+cycB>A+cycA) //若进程B最早截止时间大于进程A的{
printf("进程A%d执行。

\n",a);
ka=1;
kb=0;
}
else //若进程B最早截止时间小于等于进程A的printf("进程B%d继续执行。

\n",b);
else //进程B完成
{
printf("进程A%d执行。

\n",a);
ka=1;
}
}
if(T%cycA!=0&&T%cycB==0)
{
B=T;
printf("当T=%d时",T);
printf("进程B%d产生,",++b); //不可能与进程B竞争处理器numb=0;
if(numa<serveA) //进程A没有完成
if(B+cycB>=A+cycA) //进程A的最早截止时间不小于B printf("进程A%d继续执行。

\n",a);
else
{
printf("进程B%d执行。

\n",b);
kb=1;
ka=0;
}
else //进程A完成
{
printf("进程B%d执行。

\n",b);
kb=1;
}
}
if(ka)
numa++;
if(kb)
numb++;
}
return 1;
}。

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