موضوع مقاله: زمانبند نرخ یکنواخت | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # زمانبند نرخ یکنواخت | مقدمه: اولویت‌های ایستا در این روش بر اساس زمان مورد نیاز برای انجام شدن یک چرخه کامل کار (وظیفه) تعیین می‌شود پس هرچه زمان مورد نیاز برای چرخه کار کمتر باشد اولویت آن کار (وظیفه) بیشتر است. | ## بخش 1: زمانبند نرخ یکنواخت | این سیستم عامل‌ها عموماً انحصاری (قبضه ای) است و تضمین قطعی برای زمان اجرا دارد. زمان‌بند rate monotonic مدل اجرایی همه رشته‌های موجود در سیستم را بررسی می‌کند و از روی این بررسی انجام شده تعیین می‌کند چه مقدار زمان برای تضمین مجموعه رشته‌های درخواستی مورد نیاز است اثبات کردند که برای مجموعه‌ای از وظایف دوره‌ای مانند با دوره‌های منحصر به فرد، یک برنامه‌ریزی شدنی به طوریکه تمامی مهلت‌های پایان را رعایت کند وجود دارد اگر میزان مصرف از پردازنده از یک حد مشخص کمتر باشد که این حد به تعداد وظایف وابسته است تست برنامه‌ریزی برای RMS از رابطه زیر به دست می‌آید: که در این رابطه زمان مورد نیاز وظیفه i ام برای پردازش است، دوره آزادسازی پردازه iام است که مهلت پایان آن یک دوره بعد است، و تعداد فرایندهای برنامه‌ریزی شده است. هنگامی که تعداد فرایندها به سمت بی‌نهایت تمایل پیدا می‌کند، این عبارت به سمت مقدار زیر میل می‌کند: بنابراین، برآورد تقریبی این است که RMS می‌تواند تمام مهلت‌های پایان مقرر را در صورتی که نرخ بهره‌وری CPU کمتر از ۶۹٫۳۲٪ باشد برآورده کند. می‌دانیم که یک سیستم وظیفه که به صورت تصادفی تولید می‌شود زمانی که بهره‌وری پردازنده ۸۵٪ یا کمتر باشد تمامی مهلت پایان‌ها را برآورده خواهدکرد،. با این حال این واقعیت به دانستن دقیق آمار و اطلاعات وظایف (مانند دوره‌ها، مهلت‌ها) بستگی دارد که نمی‌توان تأمین این اطلاعات را برای تمام مجموعه‌های کار تضمین کرد. | ## بخش 2: زمانبند نرخ یکنواخت | محدودیت هایپربولیک یک شرط کافی با محدودیت شدیدتر نسبت یه روش ارائه لی(Liu) و لیلند (Layland) برای بازه قابلیت برنامه‌ریزی است که در این رابطه کارایی پردازنده برای هر وظیفه است. تخصیص اولویت نرخ مونوتونیک بهینه است، به این معنی که اگر هر الگوریتم برنامه‌ریزی استاتیک اولویت دیگری بتواند تمام ضرب‌الاجل‌ها را برآورده کند، الگوریتم نرخ مونوتونی نیز می‌تواند. الگوریتم زمانبندی مونوتونیک مهلت برای دوره‌ها و ضرب‌العجل‌های برابر نیز بهینه است، در واقع در این مورد الگوریتم‌ها یکسان هستند. علاوه بر این، زمانبندی مونوتنیک ضرب‌الاجل زمانی مطلوب است که ضرب‌الاجل کمتر از دوره باشد.. الگوریتم Audsley که دارای تست برنامه‌ریزی دقیق برای این مدل است، برای یک مدل کاری که در آن ضرب‌الاجل می‌تواند بیشتر از دوره باشد، یک تخصیص اولویت بهینه را تعیین می‌کند. | ## بخش 3: زمانبند نرخ یکنواخت | پروتکل ارث بری اولویت اولیه را با اختصاص یک سقف اولویت برای هر نشان‌بر بهبود می‌بخشد که این سقف اولویت، همان اولویت مهم‌ترین‌ترین کاری است که در نهایت به سمافر دسترسی پیدا خواهد کرد. یک وظیفه اگر اولویتی پایین‌تر از سقف اولویت داشته باشد نمی‌تواند وقتی پردازنده در ناحیه بحرانی قرار دارد پردازنده را از وظیفه دیگر پس بگیرد این روش از وقوع بن‌بست جلوگیری می‌کند و زمان انتظار و بلوکه شدن را حداکثر به طول یک محدوده بحرانی برای یک وظیفه کم اولویت محدود می‌کند این روش می‌تواند یک روش بهینه غیر سراسری باشد به عبارتی این روش بهینه است اما می‌تواند باعث مسدود شدن غیر ضروری شود. ویژگی اول وراثت تنبل یا فوری (بلافاصله): تنبل (فقط زمانی اعمال می‌شود که ضروری است) یا وراثت بلافاصله (افزایش اولویت قبل از وقوع یک تداخل) ویژگی دوم اولویت خوش بین یا بدبین: اولویت خوش‌بینانه (افزایش به اندازه حداقل مقدار) بدبینانه (افزایش بیشتر از حداقل مقدار) بدبینانه خوش‌بینانه فوری OS_ENTER_CRITICAL / OS_EXIT_CRITICAL splx ، بالاترین locker تنبل پروتکل سقف اولویت، پروتکل ارث بری اولویت اولیه در عمل هیچ تفاوت ریاضی (از لحاظ استفاده از سیستم Liu-Layland محدود) بین الگوریتم‌های تنبل و فوری وجود ندارد و الگوریتم‌های فوری برای پیاده‌سازی کارآمدتر هستند و بنابراین در سیستم‌های عملی معمولاً از آنها استفاده می‌شوند. | ## جمع‌بندی | یک نمونه از استفاده از وراثت اولیه (ساده) اولویت مربوط به "خطای بازنشانی پیمایش مریخ " است مثال پردازه زمان اجرا دوره زمانی P1 ۱ ۸ P2 ۲ ۵ P3 ۲ ۱۰ بهره‌وری برابر است با: شرایط کافی برای ۳ فرایند، که می‌توان نتیجه گرفت که سیستم قابل برنامه‌ریزی و زمانبندی است: از آنجاییکه سیستم مطمئناً قابل برنامه‌ریزی است اما به یاد داشته باشید، این شرط لازم نیست؛ بنابراین ما نمی‌توانیم بگوییم که یک سیستم با بهره‌وری بیشتر با این الگوریتم زمانبندی قابل برنامه‌ریزی نیست یا نه.