本發(fā)明涉及一種基于實(shí)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度方法與系統(tǒng)，屬于任務(wù)調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)大，實(shí)時(shí)任務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍則越來(lái)越廣泛，例如航空航天控制、工業(yè)控制、機(jī)器人智能控制、云計(jì)算、智能微電網(wǎng)、嵌入式開(kāi)發(fā)系統(tǒng)等。

實(shí)時(shí)系統(tǒng)是能及時(shí)響應(yīng)外部發(fā)生的隨機(jī)事件，并以較快的速度完成對(duì)事件處理的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。根據(jù)建立調(diào)度表和可調(diào)度性分析是脫機(jī)還是聯(lián)機(jī)實(shí)現(xiàn)分為靜態(tài)調(diào)度和動(dòng)態(tài)調(diào)度，靜態(tài)調(diào)度無(wú)論是單處理器調(diào)度還是分布式調(diào)度，一般是以RMS算法為基礎(chǔ)；動(dòng)態(tài)調(diào)度則以EDF、LLF為主。最優(yōu)靜態(tài)調(diào)度算法是RMS，RMS是指任務(wù)按單調(diào)速率優(yōu)先級(jí)(RMPA)進(jìn)行分配，RMPA是指任務(wù)的優(yōu)先級(jí)按任務(wù)周期來(lái)進(jìn)行劃分。執(zhí)行任務(wù)所使用的周期越長(zhǎng)，優(yōu)先級(jí)越低；執(zhí)行任務(wù)所使用的優(yōu)先級(jí)越短，優(yōu)先級(jí)越高。RMS算法的一大優(yōu)點(diǎn)就是可通過(guò)對(duì)系統(tǒng)資源利用率的計(jì)算來(lái)進(jìn)行任務(wù)可調(diào)度性進(jìn)行分析，算法簡(jiǎn)單、有效，便于實(shí)現(xiàn)；缺點(diǎn)也很明顯：(1)系統(tǒng)出現(xiàn)隨機(jī)事件，有些隨機(jī)事件可能優(yōu)先級(jí)更高，未考慮隊(duì)列問(wèn)題；(2)有些事件可能在前一個(gè)事件結(jié)束后再進(jìn)行后一個(gè)事件才有意義，未考慮各個(gè)任務(wù)之間的依賴性；(3)系統(tǒng)預(yù)定時(shí)間內(nèi)事件并不能結(jié)束，未考慮到系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)變化的。最優(yōu)靜態(tài)調(diào)度算法是EDF、LLF，最早截止時(shí)間優(yōu)先算法(EDF)也稱為截止時(shí)間驅(qū)動(dòng)調(diào)度算法(DDS)，是一種動(dòng)態(tài)調(diào)度算法；EDF指在調(diào)度時(shí)，任務(wù)的優(yōu)先級(jí)根據(jù)任務(wù)的截止時(shí)間動(dòng)態(tài)分配。截止時(shí)間越短，優(yōu)先級(jí)越高。最短空閑時(shí)間優(yōu)先算法(LLF)也是一種動(dòng)態(tài)調(diào)度算法，LLF指在調(diào)度時(shí)刻，任務(wù)的優(yōu)先級(jí)根據(jù)任務(wù)的空閑時(shí)間動(dòng)態(tài)分配?？臻e時(shí)間越短，優(yōu)先級(jí)越高?？臻e時(shí)間＝deadline-任務(wù)剩余執(zhí)行時(shí)間。理論上，EDF和LLF算法的可調(diào)度條件相同，是動(dòng)態(tài)算法中的最優(yōu)調(diào)度算法，但是也并未考慮到隨機(jī)插入事件對(duì)系統(tǒng)的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種解決上述現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，能夠有效提高任務(wù)調(diào)度效率的基于實(shí)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度方法。

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案：本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于實(shí)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度方法，針對(duì)系統(tǒng)所接收到的事件實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)度，包括如下步驟：

步驟001.判斷當(dāng)前執(zhí)行事件的數(shù)量是否達(dá)到系統(tǒng)當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)數(shù)上限，是則進(jìn)入步驟002，否則系統(tǒng)直接將所接收到的事件作為當(dāng)前執(zhí)行事件進(jìn)行執(zhí)行；

步驟002.判斷系統(tǒng)所接收到的事件為系統(tǒng)隨機(jī)事件或人工添加事件，若系統(tǒng)所接收到的事件是系統(tǒng)隨機(jī)事件，則進(jìn)入步驟003；若系統(tǒng)所接收到的事件是人工添加事件，則定義人工添加事件的優(yōu)先級(jí)為最高優(yōu)先級(jí)，并進(jìn)入步驟005；

步驟003.獲得系統(tǒng)所接收事件的優(yōu)先級(jí)，并判斷當(dāng)前各執(zhí)行事件中，是否存在優(yōu)先級(jí)小于系統(tǒng)所接收事件優(yōu)先級(jí)的當(dāng)前執(zhí)行事件，是則進(jìn)入步驟005，否則進(jìn)入步驟004；

步驟004.將系統(tǒng)所接收事件按優(yōu)先級(jí)降序順序排列在待執(zhí)行任務(wù)序列當(dāng)中，動(dòng)態(tài)調(diào)度結(jié)束；

步驟005.判斷優(yōu)先級(jí)小于系統(tǒng)所接收事件優(yōu)先級(jí)的各個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件中，是否存在可中斷事件，是則進(jìn)入步驟006，否則返回步驟004；

步驟006.針對(duì)優(yōu)先級(jí)小于系統(tǒng)所接收事件優(yōu)先級(jí)的各個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件中的各個(gè)可中斷事件，暫停最小優(yōu)先級(jí)所對(duì)應(yīng)的任意一個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件，并將該當(dāng)前執(zhí)行事件和該當(dāng)前執(zhí)行事件的暫停節(jié)點(diǎn)進(jìn)行保存，同時(shí)將系統(tǒng)所接收事件作為當(dāng)前執(zhí)行事件進(jìn)行執(zhí)行，并進(jìn)入步驟007；

步驟007.待任意一個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件完成執(zhí)行，然后判斷待執(zhí)行任務(wù)序列當(dāng)中是否存在事件，是則進(jìn)入步驟008；否則進(jìn)入步驟009；

步驟008.判斷所保存暫停節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)暫停事件的優(yōu)先級(jí)是否小于待執(zhí)行任務(wù)序列當(dāng)中第一個(gè)事件的優(yōu)先級(jí)，是則將待執(zhí)行任務(wù)序列當(dāng)中的第一個(gè)事件作為當(dāng)前執(zhí)行事件進(jìn)行執(zhí)行，并返回步驟007；否則將所保存執(zhí)行節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的暫停事件作為當(dāng)前執(zhí)行事件，由執(zhí)行節(jié)點(diǎn)位置繼續(xù)執(zhí)行，同時(shí)刪除所保存的暫停節(jié)點(diǎn)，動(dòng)態(tài)調(diào)度結(jié)束；

步驟009.將所保存執(zhí)行節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的暫停事件作為當(dāng)前執(zhí)行事件，由執(zhí)行節(jié)點(diǎn)位置繼續(xù)執(zhí)行，同時(shí)刪除所保存的暫停節(jié)點(diǎn)，動(dòng)態(tài)調(diào)度結(jié)束。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：當(dāng)各個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件出現(xiàn)變化后，針對(duì)所述各個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件，按優(yōu)先級(jí)降序順序進(jìn)行排序，獲得當(dāng)前執(zhí)行事件排序，然后按當(dāng)前執(zhí)行事件排序，依次為各個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件遞減分配系統(tǒng)資源。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：針對(duì)當(dāng)前執(zhí)行事件排序中優(yōu)先級(jí)相同的各個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件，按剩余執(zhí)行時(shí)間升序順序進(jìn)行排序，更新獲得當(dāng)前執(zhí)行事件排序，然后按當(dāng)前執(zhí)行事件排序，依次為各個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件遞減分配系統(tǒng)資源。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述步驟004中，將系統(tǒng)所接收事件按優(yōu)先級(jí)降序順序排列在待執(zhí)行任務(wù)序列當(dāng)中，且系統(tǒng)所接收事件位于待執(zhí)行任務(wù)序列當(dāng)中相同優(yōu)先級(jí)的事件之后。

本發(fā)明所述一種基于實(shí)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度方法采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：本發(fā)明所設(shè)計(jì)基于實(shí)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度方法，在系統(tǒng)整個(gè)動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程中，能夠隨時(shí)處理外部隨機(jī)事件，不會(huì)耽誤重要隨機(jī)事件的執(zhí)行，能夠有效提高系統(tǒng)資源的利用率，大大節(jié)約了系統(tǒng)處理事件的時(shí)間。

與之相應(yīng)，本發(fā)明還要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于本發(fā)明所設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度方法，設(shè)計(jì)模塊化架構(gòu)，能夠有效提高實(shí)際工作效率的基于實(shí)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度方法的系統(tǒng)。

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案：本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于實(shí)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度方法的系統(tǒng)，包括如下各單元：

接收單元：用于接收事件；

判優(yōu)單元：用于實(shí)現(xiàn)事件優(yōu)先級(jí)的比較；

隊(duì)列單元：用于實(shí)現(xiàn)事件的排序；

執(zhí)行單元：用于針對(duì)當(dāng)前執(zhí)行事件進(jìn)行執(zhí)行處理；

檢測(cè)單元：用于檢測(cè)執(zhí)行單元中當(dāng)前執(zhí)行事件的數(shù)量，然后根據(jù)當(dāng)前執(zhí)行事件的數(shù)量進(jìn)行系統(tǒng)資源分配；

中斷存儲(chǔ)單元：用于存儲(chǔ)暫停事件和暫停事件的暫停節(jié)點(diǎn)，等待中斷恢復(fù)單元查找并恢復(fù)執(zhí)行；

中斷恢復(fù)單元：用于查找中斷存儲(chǔ)單元中暫停事件和暫停事件的節(jié)點(diǎn)，并用于恢復(fù)執(zhí)行暫停事件；

插入單元：用于實(shí)現(xiàn)接收事件向待執(zhí)行任務(wù)序列中的插入。

本發(fā)明所述一種基于實(shí)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度方法的系統(tǒng)，采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：本發(fā)明所述一種基于實(shí)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度方法的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)模塊化架構(gòu)，在系統(tǒng)整個(gè)動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程中，能夠隨時(shí)處理外部隨機(jī)事件，不會(huì)耽誤重要隨機(jī)事件的執(zhí)行，能夠有效提高系統(tǒng)資源的利用率，大大節(jié)約了系統(tǒng)處理事件的時(shí)間，有效提高了實(shí)際工作效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明設(shè)計(jì)的基于實(shí)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于實(shí)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度方法，針對(duì)系統(tǒng)所接收到的事件實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)度，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，具體包括如下步驟：

步驟001.判斷當(dāng)前執(zhí)行事件的數(shù)量是否達(dá)到系統(tǒng)當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)數(shù)上限，是則進(jìn)入步驟002，否則系統(tǒng)直接將所接收到的事件作為當(dāng)前執(zhí)行事件進(jìn)行執(zhí)行。

步驟002.判斷系統(tǒng)所接收到的事件為系統(tǒng)隨機(jī)事件或人工添加事件，若系統(tǒng)所接收到的事件是系統(tǒng)隨機(jī)事件，則進(jìn)入步驟003；若系統(tǒng)所接收到的事件是人工添加事件，則定義人工添加事件的優(yōu)先級(jí)為最高優(yōu)先級(jí)，并進(jìn)入步驟005。

步驟003.獲得系統(tǒng)所接收事件的優(yōu)先級(jí)，并判斷當(dāng)前各執(zhí)行事件中，是否存在優(yōu)先級(jí)小于系統(tǒng)所接收事件優(yōu)先級(jí)的當(dāng)前執(zhí)行事件，是則進(jìn)入步驟005，否則進(jìn)入步驟004。

步驟004.將系統(tǒng)所接收事件按優(yōu)先級(jí)降序順序排列在待執(zhí)行任務(wù)序列當(dāng)中，且系統(tǒng)所接收事件位于待執(zhí)行任務(wù)序列當(dāng)中相同優(yōu)先級(jí)的事件之后，動(dòng)態(tài)調(diào)度結(jié)束。

步驟005.判斷優(yōu)先級(jí)小于系統(tǒng)所接收事件優(yōu)先級(jí)的各個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件中，是否存在可中斷事件，是則進(jìn)入步驟006，否則返回步驟004。

步驟006.針對(duì)優(yōu)先級(jí)小于系統(tǒng)所接收事件優(yōu)先級(jí)的各個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件中的各個(gè)可中斷事件，暫停最小優(yōu)先級(jí)所對(duì)應(yīng)的任意一個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件，并將該當(dāng)前執(zhí)行事件和該當(dāng)前執(zhí)行事件的暫停節(jié)點(diǎn)進(jìn)行保存，同時(shí)將系統(tǒng)所接收事件作為當(dāng)前執(zhí)行事件進(jìn)行執(zhí)行，并進(jìn)入步驟007。

步驟007.待任意一個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件完成執(zhí)行，然后判斷待執(zhí)行任務(wù)序列當(dāng)中是否存在事件，是則進(jìn)入步驟008；否則進(jìn)入步驟009。

步驟008.判斷所保存暫停節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)暫停事件的優(yōu)先級(jí)是否小于待執(zhí)行任務(wù)序列當(dāng)中第一個(gè)事件的優(yōu)先級(jí)，是則將待執(zhí)行任務(wù)序列當(dāng)中的第一個(gè)事件作為當(dāng)前執(zhí)行事件進(jìn)行執(zhí)行，并返回步驟007；否則將所保存執(zhí)行節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的暫停事件作為當(dāng)前執(zhí)行事件，由執(zhí)行節(jié)點(diǎn)位置繼續(xù)執(zhí)行，同時(shí)刪除所保存的暫停節(jié)點(diǎn)，動(dòng)態(tài)調(diào)度結(jié)束。

步驟009.將所保存執(zhí)行節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的暫停事件作為當(dāng)前執(zhí)行事件，由執(zhí)行節(jié)點(diǎn)位置繼續(xù)執(zhí)行，同時(shí)刪除所保存的暫停節(jié)點(diǎn)，動(dòng)態(tài)調(diào)度結(jié)束。

在上述過(guò)程執(zhí)行的同時(shí)，系統(tǒng)還要針對(duì)各個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件進(jìn)行系統(tǒng)資源的分配，具體為當(dāng)各個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件出現(xiàn)變化后，針對(duì)所述各個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件，按優(yōu)先級(jí)降序順序進(jìn)行排序，獲得當(dāng)前執(zhí)行事件排序，然后按當(dāng)前執(zhí)行事件排序，依次為各個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件遞減分配系統(tǒng)資源，其中，針對(duì)當(dāng)前執(zhí)行事件排序中優(yōu)先級(jí)相同的各個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件，按剩余執(zhí)行時(shí)間升序順序進(jìn)行排序，更新獲得當(dāng)前執(zhí)行事件排序，然后按當(dāng)前執(zhí)行事件排序，依次為各個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件遞減分配系統(tǒng)資源。

上述針對(duì)各個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件進(jìn)行系統(tǒng)資源的分配，在實(shí)際應(yīng)用的具體過(guò)程當(dāng)中，比如原先只有一個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件A，則系統(tǒng)為當(dāng)前執(zhí)行事件A分配100％的系統(tǒng)資源，此時(shí)，若有一個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件B加入，則系統(tǒng)比較當(dāng)前執(zhí)行事件A與當(dāng)前執(zhí)行事件B的優(yōu)先級(jí)，若當(dāng)前執(zhí)行事件A的優(yōu)先級(jí)大于當(dāng)前執(zhí)行事件B的優(yōu)先級(jí)，則系統(tǒng)針對(duì)當(dāng)前執(zhí)行事件A和當(dāng)前執(zhí)行事件B按優(yōu)先級(jí)降序排列，并由最高優(yōu)先級(jí)對(duì)應(yīng)的當(dāng)前執(zhí)行事件開(kāi)始，依序針對(duì)各個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件遞減分配系統(tǒng)資源，這里比如，系統(tǒng)為當(dāng)前執(zhí)行事件A分配70％的系統(tǒng)資源，系統(tǒng)為當(dāng)前執(zhí)行事件B分配30％的系統(tǒng)資源；在存在當(dāng)前執(zhí)行事件A和當(dāng)前執(zhí)行事件B的基礎(chǔ)上，若又有一個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件C加入，此時(shí)首先判斷當(dāng)前執(zhí)行事件C的優(yōu)先級(jí)，若當(dāng)前執(zhí)行事件C的優(yōu)先級(jí)等于當(dāng)前執(zhí)行事件B的優(yōu)先級(jí)，則進(jìn)一步判斷針對(duì)剩余執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行判斷，并按剩余執(zhí)行時(shí)間升序進(jìn)行排序，若當(dāng)前執(zhí)行事件C的剩余執(zhí)行時(shí)間小于當(dāng)前執(zhí)行事件B的剩余執(zhí)行時(shí)間，則針對(duì)各個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件的排序?yàn)锳、C、B，則系統(tǒng)進(jìn)一步針對(duì)三個(gè)當(dāng)前執(zhí)行事件進(jìn)行系統(tǒng)資源分配，具體可以為，系統(tǒng)為當(dāng)前執(zhí)行事件A分配50％的系統(tǒng)資源，系統(tǒng)為當(dāng)前執(zhí)行事件C分配35％的系統(tǒng)資源，系統(tǒng)為當(dāng)前執(zhí)行事件B分配15％的系統(tǒng)資源。

針對(duì)上述具體所設(shè)計(jì)的基于實(shí)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度方法，本發(fā)明還進(jìn)一步設(shè)計(jì)了基于上述動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度方法的系統(tǒng)，具體包括接收單元；接收單元；判優(yōu)單元；隊(duì)列單元；執(zhí)行單元；檢測(cè)單元；中斷存儲(chǔ)單元；中斷恢復(fù)單元；插入單元；并且針對(duì)上述各單元做具體設(shè)計(jì)，其中，接收單元：用于接收事件；判優(yōu)單元：用于實(shí)現(xiàn)事件優(yōu)先級(jí)的比較；隊(duì)列單元：用于實(shí)現(xiàn)事件的排序；執(zhí)行單元：用于針對(duì)當(dāng)前執(zhí)行事件進(jìn)行執(zhí)行處理；檢測(cè)單元：用于檢測(cè)執(zhí)行單元中當(dāng)前執(zhí)行事件的數(shù)量，然后根據(jù)當(dāng)前執(zhí)行事件的數(shù)量進(jìn)行系統(tǒng)資源分配；中斷存儲(chǔ)單元：用于存儲(chǔ)暫停事件和暫停事件的暫停節(jié)點(diǎn)，等待中斷恢復(fù)單元查找并恢復(fù)執(zhí)行；中斷恢復(fù)單元：用于查找中斷存儲(chǔ)單元中暫停事件和暫停事件的節(jié)點(diǎn)，并用于恢復(fù)執(zhí)行暫停事件；插入單元：用于實(shí)現(xiàn)接收事件向待執(zhí)行任務(wù)序列中的插入。

上述技術(shù)方案所設(shè)計(jì)基于實(shí)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度方法與系統(tǒng)，采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：本發(fā)明所述一種基于實(shí)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度方法的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)模塊化架構(gòu)，在系統(tǒng)整個(gè)動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程中，能夠隨時(shí)處理外部隨機(jī)事件，不會(huì)耽誤重要隨機(jī)事件的執(zhí)行，能夠有效提高系統(tǒng)資源的利用率，大大節(jié)約了系統(tǒng)處理事件的時(shí)間，有效提高了實(shí)際工作效率。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。