System Model
在實時操作系統（RTOS）中，系統模型（System Model）是一種用來描述和理解系統行為的概念模型。以下是一些主要的元素：
- 週期性任務（Periodic tasks）：這些是定期運行的任務，每一個週期性任務都有一個固定的週期，例如每秒鐘運行一次，或者每分鐘運行一次。這些任務通常用於收集數據、監視系統狀態或者維護系統操作。
- 實時約束（Real-time constraints）：這些是實時系統必須滿足的時間約束。例如，一個任務可能需要在特定的時間限制內完成，或者一個事件可能需要在特定的時間點被處理。
If a job completes after its deadline, then its deadline is violated, or an overflow occurs.
- 優先級（Priority）：在RTOS中，每個任務都會被賦予一個優先級。當多個任務同時需要運行時，RTOS會根據這些優先級來決定先運行哪個任務。
- （Preemptivity）：在RTOS中，高優先級的任務可以preempt（即中斷並取代）低優先級的任務。這意味著如果一個高優先級的任務變得可運行，那麼RTOS將會中斷當前正在運行的低優先級任務，並開始運行高優先級的任務。
Rate-Monotonic Scheduling
（Rate-Monotonic Scheduling, RMS）是一種實時操作系統（RTOS）中用來進行任務調度的算法。這種算法的基本原理是：任務的優先級與它的請求速率成反比。也就是說，請求速率越高（也就是說，任務需要越頻繁地執行）的任務有越高的優先級。
A task-level fixed-priority scheduling algorithm.
Tasks priorities are proportional to task rates.(The smaller the period is, the higher the priority is.)
以下是RMS的一些主要特點：
- 確定優先級：速率單調調度在任務開始時就確定了每個任務的優先級，並且這個優先級在任務的整個生命週期內保持不變。
- 靜態調度：由於任務的優先級在任務開始時就確定了，所以速率單調調度是一種靜態調度算法。
- 可預測性：速率單調調度的行為是可以預測的，這使得它非常適合用於需要精確時間保證的實時系統。
- 優化：如果所有任務的請求速率都是整數，那麼速率單調調度可以保證在處理器利用率達到或低於約69%的情況下，所有任務都能在截止時間前完成。然而，如果任務的請求速率不是整數，或者處理器利用率超過了這個界限，那麼可能需要其他的調度算法來保證所有任務都能在截止時間前完成。
最後，雖然速率單調調度在許多情況下都是非常有效的，但是它也有一些限制。例如，它可能無法有效地處理動態優先級的任務，或者當任務的請求速率變化時可能會遇到問題。在這些情況下，可能需要使用更複雜的實時調度算法，如最早截止時間優先（Earliest Deadline First, EDF）調度。
Rate-Monotonic Scheduling中的Critical instance是什麼？
longest response time
Critical Instance）是指一個任務可能遇到的最不利的情況，即在這個時刻，該任務的某次執行（我們稱之為Ji,c）可能會有最長的響應時間。響應時間是指任務從被釋放（即變為可執行狀態）到完成的時間。
任務實例（Task Instance）
任務實例（Task Instance）是指在一個周期性任務中的單次執行。周期性任務會根據其固定的周期重複執行，每次執行都被視為一個獨立的實例。每個任務實例具有相同的功能，但在不同的時間點開始執行，並在各自的截止時間之前完成。
例如，假設有一個具有周期T的周期性任務。該任務的第一個實例在時間0開始執行，並在其截止時間之前完成。第二個實例在時間T開始執行，第三個實例在時間2T開始執行，依此類推。每個實例在其各自的周期內獨立執行，並擁有相同的開始時間、結束時間和截止時間。
在實時調度分析中，通常需要考慮任務實例之間的相互影響，以確保所有任務在截止時間之前完成。任務實例之間的競爭可能導致延遲、阻塞或其他問題，因此在分析實時系統的可調度性時，需要考慮這些因素。 |
發表於 2023-5-11 21:52:41