1、10.1/132022年1月操作系統10-實時調度5、實時調度、實時調度1 1） 實時系統實時系統( (real-time system) real-time system) P11P11實時：表示實時：表示“及時及時”，實時系統是系統能及時響應外部事件請求，在規定時間內完實時系統是系統能及時響應外部事件請求，在規定時間內完成對該事件的處理，并控制所有實時任務協調一致地運行。成對該事件的處理，并控制所有實時任務協調一致地運行。用于工業過程、軍事、金融等實時控制、實時信息處理領域用于工業過程、軍事、金融等實時控制、實時信息處理領域10.2/132022年1月操作系統10-實時調度按任務執行時是否

2、呈現周期性來劃分：按任務執行時是否呈現周期性來劃分： 周期性實時任務：每隔一段固定的時間發生周期性實時任務：每隔一段固定的時間發生 非周期性實時任務：在不可預測的時間發生。非周期性實時任務：在不可預測的時間發生。 截止時間截止時間( (deadline)deadline)：開始截止時間（最晚開始時間）和完成截止時間（最晚完成時間）開始截止時間（最晚開始時間）和完成截止時間（最晚完成時間）根據對截止時間的要求來劃分：根據對截止時間的要求來劃分： 硬實時任務：存在必須滿足的時間限制。硬實時任務：存在必須滿足的時間限制。 軟實時任務軟實時任務: :可以容忍偶爾超過時間限制。可以容忍偶爾超過時間限制。

3、實時任務的類型：實時任務的類型：10.3/132022年1月操作系統10-實時調度 2 2）實現實時調度的基本條件）實現實時調度的基本條件 提供必要的信息提供必要的信息( (就緒時間、截止時間、處就緒時間、截止時間、處理時間、資源要求、資源優先級理時間、資源要求、資源優先級) )系統處理能力要足夠強系統處理能力要足夠強: :單處理機情況下：設有單處理機情況下：設有m個周期性事件，事件個周期性事件，事件i的周期為的周期為Pi，其中每個事件需要其中每個事件需要Ci秒的秒的CPU時間時間來處理，可調度的的實時系統必須滿足：來處理，可調度的的實時系統必須滿足： C1/P1 + C2/P2 + + Cm

4、/Pm 1采用搶占式調度機制采用搶占式調度機制具有快速切換機制具有快速切換機制10.4/132022年1月操作系統10-實時調度3 3）實時調度算法的分類）實時調度算法的分類 1)1)非搶占式調度算法非搶占式調度算法 : :非搶占式輪轉調度算法非搶占式輪轉調度算法( (實時要求不太嚴格，實時要求不太嚴格，s)s)非搶占式優先調度算法非搶占式優先調度算法( (要求比較嚴格要求比較嚴格, ,數百數百ms)ms)2)2)搶占式調度算法搶占式調度算法: :基于時鐘中斷的搶占優先調度算法基于時鐘中斷的搶占優先調度算法( (要求比較嚴格要求比較嚴格, ,數數10ms)10ms)立即搶占優先權調度算法立即搶

5、占優先權調度算法( (緊迫任務緊迫任務, ,幾幾msms甚至百微秒甚至百微秒) )10.5/132022年1月操作系統10-實時調度圖圖 3-8 3-8 實時進程調度實時進程調度 10.6/132022年1月操作系統10-實時調度4 4）常用的幾種實時調度算法）常用的幾種實時調度算法 I.最早截止時間優先即最早截止時間優先即EDF(Earliest Deadline First)算法算法 P100圖圖 3-9 EDF3-9 EDF算法用于非搶占調度方式算法用于非搶占調度方式 1 1）非搶占式調度用于非周期實時任務：最早開始截止時間優先）非搶占式調度用于非周期實時任務：最早開始截止時間優先10.

6、7/132022年1月操作系統10-實時調度2 2）搶占式調度用于周期實時任務：最早完成截止時間優先）搶占式調度用于周期實時任務：最早完成截止時間優先10.8/132022年1月操作系統10-實時調度II. 最低松弛度優先即最低松弛度優先即LLF(Least Laxity First)算法算法 P101 該算法是根據任務緊急該算法是根據任務緊急( (或松弛或松弛) )的程度，來確定任務的程度，來確定任務的優先級，即的優先級，即選擇松弛度最少的進程執行選擇松弛度最少的進程執行該算法。該算法。 主要用于可搶占調度方式中。主要用于可搶占調度方式中。松弛度：即各個進程的富裕時間（裕度松弛度：即各個進程

7、的富裕時間（裕度）松弛度松弛度=必須完成時間必須完成時間-其本身的運行時間其本身的運行時間-當前時間當前時間10.9/132022年1月操作系統10-實時調度圖圖 3-12 3-12 利用利用LLFLLF算法進行調度的情況算法進行調度的情況圖圖 3-11 A3-11 A和和B B任務每次必須完成的時間任務每次必須完成的時間假如在一個實時系統中，有兩個周期性實時任務假如在一個實時系統中，有兩個周期性實時任務A和和B，任務，任務A要求每要求每 20 ms執行一次，執行時間為執行一次，執行時間為 10 ms；任務；任務B只要求每只要求每50 ms執行一次，執行時間為執行一次，執行時間為 25 ms。

8、 10.10/132022年1月操作系統10-實時調度實時調度問題-習題110.11/132022年1月操作系統10-實時調度實時調度問題-習題110.12/132022年1月操作系統10-實時調度實時調度問題-習題210.13/132022年1月操作系統10-實時調度（第三章（第三章 進程管理）小結進程管理）小結順序執行和并發執行順序執行和并發執行進程：進程：相關概念相關概念;(;(與程序比較與程序比較) )；靜態表示（上下文，包括；靜態表示（上下文，包括PCBPCB），），動態表示（狀態）動態表示（狀態）進程控制進程控制: :狀態轉換（注意：掛起和激活）狀態轉換（注意：掛起和激活）互斥和同步：互斥和同步：臨界資源、臨界區；信號量、臨界資源、臨界區；信號量、PV操作；經典同步操作；經典同步問題、同步問題問題、同步問題;管程管程進程間通信進程間通信IPCIPC：基本概念；三種通信方式；直接、間接方式基本概念；三種通信方式；直接、間接方式線程：線程：引入原因，與進程比較引入原因，與進程比較管程：管程：概念，特點概念，特點死鎖問題：死鎖問題：原因，條件，解決方法；原因，條件，解決方法；銀行家算法銀行家算法處理機調度：處理機調度：分為幾個層次分為幾個層次(