面向?qū)崟r(shí)系統(tǒng)的搶占式任務(wù)切換方法研究.pdf

1、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)由于廣泛的應(yīng)用受到越來越多的重視。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)根據(jù)工作方式可以分為搶占式調(diào)度和非搶占式調(diào)度。在非搶占式調(diào)度內(nèi)核中任務(wù)切換發(fā)生在任務(wù)完成、取消或等待消息時(shí)。而在搶占式調(diào)度內(nèi)核中，任務(wù)切換除了發(fā)生在上述情況外，還發(fā)生在高優(yōu)先級任務(wù)被激活時(shí)，這是為了快速響應(yīng)高優(yōu)先級任務(wù)?？梢?，任務(wù)切換是不可避免的，是實(shí)現(xiàn)多任務(wù)共享一個(gè)CPU的最基本保證。
　　由于搶占式內(nèi)核在資源利用率和快速響應(yīng)高優(yōu)先級任務(wù)方面具有巨大的優(yōu)勢，因此大多數(shù)實(shí)時(shí)

2、內(nèi)核都支持搶占式調(diào)度。但是快速響應(yīng)高優(yōu)先級任務(wù)也給實(shí)時(shí)系統(tǒng)帶來額外的開銷，這些開銷包括保存當(dāng)前運(yùn)行任務(wù)的上下文和加載新任務(wù)的上下文。搶占式內(nèi)核中的搶占不考慮當(dāng)前任務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)。如果當(dāng)前運(yùn)行任務(wù)將要完成，新釋放的高優(yōu)先級任務(wù)截止期又不是非常緊迫，那么由于高優(yōu)先級任務(wù)的無理搶占，則使低優(yōu)先級任務(wù)被延期且有可能錯(cuò)過截止期，系統(tǒng)因此增加了任務(wù)切換次數(shù)還浪費(fèi)了CPU的資源。而在非搶占調(diào)度內(nèi)核中，如果調(diào)度時(shí)機(jī)選擇合理，那么系統(tǒng)將會(huì)運(yùn)行流暢、資源利用

3、率高且開銷較少。針對上述情況，本文充分考慮任務(wù)集完成松弛時(shí)間和任務(wù)受保護(hù)時(shí)間，將搶占式內(nèi)核調(diào)度時(shí)機(jī)的選擇標(biāo)準(zhǔn)改為以優(yōu)先級為主，以任務(wù)受保護(hù)時(shí)間為輔的策略，即當(dāng)正在運(yùn)行的任務(wù)的剩余執(zhí)行時(shí)間小于該任務(wù)的受保護(hù)時(shí)間時(shí)，不做任務(wù)切換;相反，如果該任務(wù)的剩余執(zhí)行時(shí)間大于它的受保護(hù)時(shí)間時(shí)，再比較優(yōu)先級，調(diào)度當(dāng)前就緒隊(duì)列中優(yōu)先級最高的任務(wù)。
　　最后，編寫了基于優(yōu)先級的搶占式調(diào)度模擬程序和基于改進(jìn)調(diào)度算法的調(diào)度模擬程序，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果