Escalonamento Baseado em Prioridades Fixas

Transcrição

1 Sstemas de Tempo Real: Escalonamento Baseado em Prordades Fxas Rômulo Slva de Olvera Departamento de Automação e Sstemas - DAS UFSC romulo@das.ufsc.br 1

2 Escalonamento Baseado em Prordades Fxas Caracterzação Rate Monotonc Análse da Utlzação Análse do Tempo de Resposta Deadlne Monotonc Release Jtter Bloqueos 2

3 Escalonamento Baseado em Prordades Fxas Aplcação composta por tarefas (processos) Estados de uma tarefa: Lberada (pronta para executar, apta, ready) Suspensa esperando por evento ou passagem do tempo Bloqueada Em geral escalonamento é preemptvo Tarefas possuem prordade fxa defnda em proeto Garanta exge Tarefas peródcas ou esporádcas Tempo máxmo de computação conhecdo Teste de escalonabldade aproprado

4 Teste de Escalonabldade Teste de Escalonabldade pode ser Sufcente Exato Necessáro escalonável N E S Conunto de todos os sstemas não escalonável 4

5 Rate Monotonc Quanto menor o período, maor a prordade Ótmo quando Tarefas são peródcas Deadlne é sempre gual ao período Exemplo: Tarefas T1 T2 T Períodos P1=0 P2=40 P=50 Prordades p1=1 p2=2 p= Cudado! Número menor ndca prordade maor Mutas vezes é o contráro 5

6 Análse da Utlzação Utlzação de uma tarefa: Tempo máxmo de computação dvddo pelo período T1 tem C1=12 e P1=50, então U1 = 12 / 50 = 0.24 Teste para Rate Monotonc, sstema é escalonável se: N C 1/ N ( ) < N( 2 1) P = 1 Para N=1 utlzação máxma é 100% Para N=10 utlzação máxma é 71.8% Para N grandes utlzação máxma tende para 69.% Baseado no conceto de Instante Crítco Teste é sufcente mas não necessáro 6

7 Análse da Utlzação Exemplo: T1 T2 T Períodos P1=16 P2=40 P=80 Computação C1=4 C2=5 C=2 Utlzação U1=0.250 U2=0.125 U=0.400 Prordades p1=1 p2=2 p= Utlzação total é 0.775, abaxo do lmte T T2 5 5 T

8 Análse do Tempo de Resposta Lmtações da análse baseada em Utlzação Não éexata Aplcável apenas a modelos de tarefas muto smples Análse baseada em Tempo de Resposta Abordagem analítca calcula tempo de resposta no por caso Tempo de resposta de cada tarefa é comparado com o deadlne da tarefa 8

9 Análse do Tempo de Resposta Como calcular o tempo de resposta de cada tarefa? Para a tarefa mas prortára temos R1 = C1 Demas tarefas sofrem Interferênca das tarefas com prordade maor Neste caso, R = C + I Interferênca é máxma a partr do Instante Crítco Todas as tarefas são lberadas smultaneamente Suposto nstante zero na análse 9

10 Análse do Tempo de Resposta Sea T uma tarefa com prordade maor que T Quantas vezes T pode acontecer durante a execução de T? Qual a nterferênca total de T sobre T? Qual a nterferênca total sobre T? hp( ) R P R P R P C C 10

11 Análse do Tempo de Resposta O tempo máxmo de resposta de T é R = C + I R = C + Equação é recursva hp( ) Calculada através de terações sucessvas, até: Tempo de resposta passar do deadlne Resultado convergr, teração x+1 gual a teração x x + 1 = C + R P hp( ) P x C C 0 = C 11

12 Análse do Tempo de Resposta Exemplo: T1 T2 T Períodos P1=7 P2=12 P=20 Computação C1= C2= C=5 Prordades p1=1 p2=2 p= R1 = C1 = T1 T2 T 0 12

13 Análse da tarefa T2: = C = T Análse do Tempo de Resposta = C 2 + C 1 = + P = C 2 + C 1 = + P = 6 = 6 T2 T 0 6 1

14 Análse do Tempo de Resposta Análse da Tarefa T: = C = 1 = C + hp( ) P C = = = = 14 = = 4 17 = = 5 = = 20 14

15 Análse do Tempo de Resposta T1 T2 2 1 T Exemplo: T1 T2 T Períodos P1=7 P2=12 P=20 Computação C1= C2= C=5 Prordades p1=1 p2=2 p= Tempo Máxmo de Resposta R1= R2=6 R=20 15

16 Análse do Tempo de Resposta Teste de escalonabldade exato Deadlne pode ser menor que o período Basta comparar o tempo de resposta com o deadlne Deadlne maor que o período exge análse mas complexa Tarefa pode nterferr com ela mesma Tarefas esporádcas podem ser tratadas como peródcas Intervalo mínmo entre atvações é usado como período A forma como prordades são atrbudas NÃO é mportante Funcona pos hp() sempre ndca as tarefas mas prortáras do que a tarefa 16

17 Deadlne Monotonc Quanto menor o deadlne, maor a prordade Ótmo quando deadlne é menor ou gual ao período Exemplo: Tarefas T1 T2 T T4 Períodos P1=20 P2=15 P=10 P4=20 Tempo máxmo de computação C1= C2= C=4 C4= Deadlne D1=5 D2=7 D=10 D4=20 Prordades p1=1 p2=2 p= p4=4 Tempo máxmo de resposta R1= R2=6 R=10 R4=20 Caso fosse RM R1=10 R2=7 R=4 R4=20 17

18 Release Jtter Suponha uma tarefa esporádca lberada por evento externo Eventos podem ser amostrados perodcamente Snalzação do evento pode ter atraso varável evento evento R = J + J Release Jtter: Atraso máxmo na lberação da tarefa = C + hp( ) + J P C 18

19 Bloqueos Podem ocorrer bloqueos devdo a relações de exclusão mútua Estruturas de dados compartlhadas Dspostvos compartlhados Suponha T1 e T2, T1 com maor prordade Se T2 fca bloqueada, esperando por T1 Ok, T1 tem mesmo prordade superor Se T1 fca bloqueada, esperando por T2 Cálculo do tempo de resposta deve nclur a espera máxma B = C + B + R = J + hp( ) + P J C 19

20 Resumo Cada tarefa recebe uma prordade fxa Teste é desenvolvdo para examnar a escalonabldade Dos tpos de análse Análse da Utlzação Utlza o valor C/P Análse do Tempo de Resposta Tenta calcular o tempo de resposta no por caso 20