|
происходить в границах временного интервала, определенного частотой, либо совершаться по сигналу внешнего прерывания. Модель критичного по времени процесса (time-critical process, TCP), изображена на рисунке 2.1.3. /—Interrupts—\ X <—Е—*> ч 1 1 1 1 11 . ■*-------d--------►) ... -т —1 Рисунок 2.1.3 Модель процесса критичного по времени (TCP) В этой модели Е представляет назначенное время выполнения одной итерации процесса. Время Т, иногда называемое структурным временем, период повторения, т. е. период между последовательными вхождениями сигнала, связанного с процессом, adпредельное время вычисления. На практике d может быть равно Т. Состояние, когда сигнал прерывания инициирует итерацию TCP до того, как заканчивается предыдущая, называется перегрузкой. Рассматриваемая ранее проблема, как правило, заключалась в планировании последовательности TCP на одном ресурсе с гарантированным отсутствием перегрузок. Если никогда не происходит перегрузок, план называется допустимым. В этой модели предполагается, что все задачи независимы и не выполняют никакого ввода-вывода. Так как некоторые задачи имеют более высокую частоту выполнения, иногда будет необходимо прерывать и соответственно восстанавливать выполнение задач с низшей частотой (т. е. задачи с низкой частотой можно назвать вытесняемыми) для того, чтобы гарантировать своевременное завершение задач с большей частотой выполнения. Например, на рисунке 2.1.4 изображены две задачи Т, (Tt = 2, Е = 1) и Т2 (Т2 = 0.5, Е2 = 1), с Т) имеющим больший приоритет. На рисунке 2.1.4, а показано допустимое назначение, а из рисунка 2.1.4, b видно, что значение Е2 может быть увеличено до 2. Если 41 |
В рамках рассмотрения однопроцессорных следует также отметить мультипрограммирование с жесткими ограничениями и конвейерные модели. В первом случае, предмет обсуждения так называемое критичное по времени управление цикличными/периодичными процессами в АСУ. Процесс называется критичным по времени, если для задач, входящих в него, определены частоты и времена выполнения. Каждый запуск задачи должен происходить в границах временного интервала, определенного частотой, либо совершаться по сигналу внешнего прерывания. Набор этих процессов может представлять вычисления, которые необходимо выполнить для управления конкретной системой реального времени. Примером такой реальной среды, в работе будет представлена среда автоматизированной системы технической диагностики электронных устройств. С точки зрения вычислительной загрузки, отличие систем такого рода от обычной мультипрограммной системы заключается в том, что заранее известен характер необходимых вычислений. Кроме того, реакция системы обязательно должна происходить внутри строго установленных пределов; также не допустимо говорить (в отличие от типичной системы), что «большинство откликов информационно-управляющей системы (ИУС) такого рода должны произойти в течение х секунд». В дальнейшем обсуждение вопроса критичных по надежности исполнения распределенных алгоритмов будем вести на основе модели критичного по времени процесса (time-critical process, TCP), изображенного на рис. 2.5. у—Interrupts—v -ЕРис. 2.5. Модель процесса критичного по времени (TCP) В этой модели Е представляет назначенное время выполнения одной итерации процесса. Время Т, иногда называемое структурным временем, 47 период повторения, т. е. период между последовательными вхождениями сигнала, связанного с процессом, adпредельное время вычисления. На практике d может быть равно Т. Состояние, когда сигнал прерывания инициирует итерацию TCP до того, как заканчивается предыдущая, называется перегрузкой. Рассматриваемая ранее проблема, как правило, заключалась в планировании последовательности TCP на одном процессоре с гарантированным отсутствием перегрузок. Если никогда не происходит перегрузок, план называется допустимым. В этой модели предполагается, что все задачи независимы и не выполняют никакого ввода-вывода. Так как некоторые задачи имеют более высокую частоту выполнения, иногда будет необходимо прерывать и соответственно восстанавливать выполнение задач с низшей частотой (т. е. задачи с низкой частотой можно назвать вытесняемыми) для того, чтобы гарантировать своевременное завершение задач с большей частотой выполнения. Например, на рис. 2.6 изображены две задачи Ti (Ti = 2, Ei = 1) и Т2 (Т2 = 0.5, Е2 = 1), с Ti имеющим больший приоритет. На рис. 2.6, а показано допустимое назначение, а из рис. 2.6, b видно, что значение Е2 может быть увеличено до 2. Если Т2 имеет больший приоритет, то ни Еь ни Е2 не могут принимать значение большее 1 (рис. 2.6, с). 1 О т' Л -И—ИТ'Нп п345 012345 \ П—Л-,0 1 2 3 4 5 (а) (Ь) I I I I 1 1 0 1 2 3 4 5 П"I I I I 0 1 2 3 4 5 4=4 1------1---1 1 2 3 4 5 (С) Рис. 2.6. Планы для двух TCP процессов 48 |