ROUND-ROBIN PREEMPTIVE SCHEDULER MODEL IN DISTRIBUTED REAL-TIME SYSTEM

Autor: Dadenkov, S. A., Dadenkov, D. A.
Jazyk: ruština
Rok vydání: 2018
Předmět:
Task scheduling
real-time
round-robin
priority-driven preemptive scheduler
model
probable and time response characteristics
distributed system
industrial network
fieldbus
Планування задач
реальний час
циклічний алгоритм
приоритет-орієнтований алгоритм
модель
ймовірнісні та часові характеристики
розподілена система
промислова мережа
Планирование задач
реальное время
циклический алгоритм
приоритет-ориентированный алгоритм
вероятностные и временные характеристики
распределенная система
промышленная сеть
Zdroj: Radio Electronics, Computer Science, Control; № 4 (2017): Radio Electronics, Computer Science, Control; 116-123
Радиоэлектроника, информатика, управление; № 4 (2017): Радиоэлектроника, информатика, управление; 116-123
Радіоелектроніка, iнформатика, управління; № 4 (2017): Радіоелектроніка, інформатика, управління; 116-123
ISSN: 1607-3274
2313-688X
Popis: Актуальность. Решена задача количественной оценки вероятностных и временных характеристик подсистемы планирования задач узлов для проектирования распределенных систем реального времени. Объектом исследования являлся циклический алгоритм планирования задач на основе приоритетов (round robin priority driven preemptive scheduler), используемый в распределенных fieldbus-сетях.Цель работы – построение модели и разработка способа количественной оценки вероятностных и временных характеристик подсистемы планирования задач узла: задержки и интервалов времени решения задач, интенсивности информационной нагрузки на каналы промышленной fieldbus-сети.Метод. Для решения задачи использован аппарат теории вероятностей. Предложен граф состояний и переходов модели описывающий функционирование циклического алгоритма планирования задач узла. Получены аналитические соотношения для оценки основных вероятностных и временных характеристик модели подсистемы планирования задач: среднего времени задержки обработки задачи, среднего интервала времени между решением задач, интенсивности информационной нагрузки на каналы fieldbus-сети. Предложенные модель и способ оценки отличаются от известных детализацией ранее не анализируемыми в совокупности значимыми параметрами функционирования алгоритма: разнородными уровнями приоритетов, количеством задач по приоритетам, конфигурационными свойствами задач, задержками операций и частотой наступления событий планировщика, процедурами прерывания и дообслуживания задач, и другими параметрами.Результаты. Разработанные модель и способ количественной оценки вероятностных и временных характеристик подсистемы планирования задач с циклическим алгоритмом обработки на основе приоритетов.Выводы. Проведенные эксперименты подтвердили работоспособность и адекватность предложенного математического обеспечения и позволяют рекомендовать его для использования на практике при решении задач проектирования распределенных систем реального времени с заданными временными характеристиками. В ходе проектирования инструментарий будет использован для определения: допустимого числа программных модулей планировщика и распределения среди них приоритетных и неприоритетных задач обрабатываемых узлом в зависимости от частоты технологических событий и заданных требований по задержке обработки.
Актуальність. Вирішено задачу кількісного оцінювання ймовірнісних і часових характеристик підсистеми планування задач вузлів для проектування розподілених систем реального часу. Об’єктом дослідження є циклічний алгоритм планування задач на основі пріоритетів (round robin priority driven preemptive scheduler), використовуваний у розподілених fieldbus-мережах.Мета роботи – побудова моделі і розробка способу кількісного оцінювання ймовірнісних і часових характеристик підсистеми планування задач вузла: затримки й інтервалів часу рішення задач, інтенсивності інформаційного навантаження на канали промислової fieldbus-мережі.Метод. Для вирішення задачі використано апарат теорії імовірностей. Запропоновано графа станів і переходів моделі, що описує функціонування циклічного алгоритму планування задач вузла. Отримано аналітичні співвідношення для оцінки основних ймовірнісних і часових характеристик моделі підсистеми планування задач: середнього часу затримки обробки задачі, середнього інтервалу часу між рішенням задач, інтенсивності інформаційного навантаження на канали fieldbus-мережі. Запропоновані модель і спосіб оцінки відрізняються від відомих деталізацією раніше не аналізованими в сукупності значимими параметрами функціонування алгоритму: різнорідними рівнями пріоритетів, кількістю задач по пріоритетах, конфігураційними властивостями задач, затримками операцій і частотою настання подій планувальника, процедурами переривання і дообслуговування задач, та іншими параметрами.Результати. Розроблені модель і спосіб кількісної оцінки ймовірнісних та часових характеристик підсистеми планування задач з циклічним алгоритмом обробки на основі пріоритетів.Висновки. Проведені експерименти підтвердили працездатність і адекватність запропонованого математичного забезпечення і дозволяють рекомендувати його для використання на практиці при вирішенні задач проектування розподілених систем реального часу з заданими тимчасовими характеристиками. У ході проектування інструментарій буде використаний для визначення: припустимого числа програмних модулів планувальника і розподілу серед них пріоритетних і непріоритетних задач оброблюваних вузлом у залежності від частоти технологічних подій і заданих вимог по затримці обробки.
Context. The problem of quantitative estimation of probabilistic and temporal characteristics of the planning node’s tasks subsystem for the design of distributed real-time systems has been solved. Round robin priority driven preemptive scheduler is the subject of research, used in distributed fieldbus-networks.The goal is to create a model and a method of quantifying the probabilistic and temporal characteristics of the node’s task scheduling subsystem: delays and time intervals for solving problem, intensity of the information load on the industrial fieldbus-network channels.Method. The method of probability theory has been used there to solve problems. State and transition graph of model has been offered, describing the functioning of cycle algorithm for scheduling node tasks. Analytical relations for estimating the main probabilistic and temporal characteristics of the task scheduling subsystem model have been got. Specifically, an average delay time for task processing, an average time interval between solving problems, an intensity of the information load on the fieldbus-network channels. The proposed model and method are different from well-known ones: with the detailing of the important parameters of the algorithm functioning, that weren’t previously analyzed: dissimilar levels of priorities, number of priority tasks, configuration characteristics of tasks, operation delays and frequency of events of scheduler, etc.Results. The developed model and method of quantifying the probabilistic and temporal characteristics of tasks scheduling subsystem with round robin priority driven preemptive scheduler.Conclusions. The conducted experiments have confirmed the proposed software operability and adequacy, allow recommending it for use in practice to solve problems of designing distributed real-time systems with specified time characteristics. During the design process tools will be used for determining: the allowable number of scheduler software modules and the distribution among them of the priority and non-priority tasks handled by the node, depending on the frequency of the technological events and the specified processing delay requirements.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: