Sin t

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Planificación de Tareas Aperiodicas
Dr. Pedro Mejía Alvarez CINVESTAV-IPN,
Departamento de Computación
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Indice

• Tareas Aperiodicas y Esporádicas
• Métodos de Planificación Aperiodica
• Planificación
• En segundo plano.
• Por interrupciones.
• Por servidor de consulta (pooling)
• Planificación de la Holgura
• Planificación con reserva de ancho de banda
• Servidor diferido
• Servidor esporádico
• Planificacion de la Holgura
• Earliest Deadline Last
• Total Bandwith Server

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Tareas aperiodicas y esporadicas

• Tareas aperiodicas Se activan en respuesta a un
  evento externo.
• Tareas esporadicas Tareas aperiodicas con
  restricciones
• criticas de tiempos.
• Las tareas aperiodicas arrivan en cualquier
  instante de tiempo t y
• se caracterizan por los siguientes parámetros
• T separación mínima entre eventos.
• C tiempo de computo máximo.
• D plazo de respuesta máximo.
• Objetivos
• Garantizar los plazos de respuesta de las tareas
  esporádicas.
• Obtener tiempos de respuesta bajos para las
  tareas aperiodicas.
• No interferir con las tareas periodicas.

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Tareas aperiodicas y esporadicas

• Dado un conjunto de tareas tareas periodicas,
  como puede
• planificarse una tarea aperiodica que arriva al
  sistema ?

rechazo
Prueba de aceptación
esporádica
CPU
periódica
aperiodica
Colas de tareas
5
Como planificar una tarea aperiodica ?
T1 (3,0.5) T2 (4,1) T3 (19,4.5) Ts
0 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19
0 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19
A1 (3,1) A2 (7,2)
A3
(15.5,2)
0 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19
0 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19
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Metodos de Planificación de Tareas Aperiodicas
Sistemas Acriticos Sistemas
Criticos Segundo Plano Extraccion de
Holgura Por interrupciones Total Banwidth
Server Polling Reserva de Ancho de
Banda
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Métodos de Planificación de tareas aperiodicas

• Segundo Plano
• La cola de jobs aperiodicas tiene la menor
  prioridad en el sistema.
• Las tareas periodicas son siempre aceptadas en el
  sistema y siempre cumplen
• sus plazos
• Simple de implementar.
• La ejecución de las tareas aperiodicas se retrasa
  incontrolablemente
• Por interrupciones
• El tiempo de respuesta es lo mas corto posible.
• Las tareas periódicas pueden perder plazos.
• Por polling
• Se crea una tarea periódica para tratar eventos
  aperiodicos y se le asocia un tiempo
• de cómputo para atenderlos.
• Cuando se activa la tarea, comprueba si hay
  peticiones pendientes y las atiende.
• Si no hay eventos aperiodicos pendientes, el
  tiempo asignado se pierde.
• Tiempo de respuesta bajo.

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Métodos de Planificación Aperiodica
Segundo plano
T1 (3,1) T2 (10,4) A (0.1,2.1)
T1 T2 A
0 1 2 3 4
5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16
Por interrupciones
T1 T2 A
0 1 2 3 4
5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16
Por polling
T1 T2 A
0 1 2 3 4
5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16
9
Planificación de la Holgura

• Extracción dinámica de la holgura
• Holgura tiempo de cómputo no utilizado por
  ninguna tarea
• periódica.
• Las tareas no siempre usan todo el tiempo de
  cómputo
• asignado y la utilización del procesador suele
  ser menor al
• 100.
• Existen varios algoritmos para detectar la
  holgura existente
• Estáticos y dinámicos.
• La holgura calculada puede utilzarse para tratar
• Eventos aperiodicos.
• Fallos.

10
Planificación de la Holgura
T1 (3,1) T2 (10,4)
T1 T2 HOLGURA
0 1 2 3 4
5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16
Holgura Tiempo ocioso tiempo no
utilizado Problema Busqueda y Asignacion.
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Planificación Estática de la Holgura
T1 (3,1) T2 (10,4)
T1 T2
Task 1--0 1 1 0 1 1 0
1 1 0 1 1 0 1
1 0 Task 2--0 0 0 0
0 0 0 1 1 0 0
0 0 0 0 0
Tabla de Holgura
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Planificación Dinámica de la Holgura
T1 (3,1) T2 (10,4)
T1 T2
tiempo acumulado
t td
ventana de extracción
Holgura Tiempo de extraccion - tiempo acumulado
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Earliest Deadline Last
T1 (3,1) T2 (10,4)
T1 T2 HOLGURA
0 1 2 3 4
5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16
Algoritmo Retrasar al máximo las tareas
periódicas (sin perder plazos) para atención de
tareas aperiodicas
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Total Bandwith Server

• Regla de consumo
• El servidor consume su tiempo solo cuando se
  ejecuta.
• Reglas de Restauracion
• R1 Inicializa es 0, y d 0.
• R2 Cuando un Job aperiodico con tiempo de
  ejecución e arriva al tiempo t
• a la cola de jobs aperiodicos,
  inicializa d max (d,t) es/Us y es e, y
• Up Us ? 1. Si d es menor o igual al
  plazo de la tarea aperiodica, se
• acepta para ejecución a la tarea
  aperiodica. Us es la utilizacion del TBS,
• y Up es la utilizacion del conjunto de
  tareas periodicas
• R3 Al plazo d del servidor,
• (a) Inicializa d d es/us y es e
• (b) Si el servidor esta ocioso, no se hace nada.

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Total Bandwith Server
T1 (3,0.5) T2 (4,1) T3 (19,4.5) Us
0.25
0 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19
0 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19
0 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19
A1 (3,1) A2 (7,2)
A3 (14,2)
0 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19
Tiempo reservado

d 15
1.5 1.0 0.5
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Planificación con Reserva de Ancho de Banda

• Reserva de ancho de banda
• Se reserva un tiempo de cómputo para tratar
  eventos
• aperiodicos, periodicamente.
• Métodos
• Servidor diferido.
• Servidor Esporadico.
• Intercambio de prioridades.
• Se diferencian en
• Como se restaura el tiempo consumido.
• Que se hace si no se usa el tiempo asignado.
• Son predecibles la asignación del tiempo es
  estática.

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Servidor de Consulta (pooling)

• Reglas
• Consumo El tiempo de ejecución se consume solo
  cuando el
• servidor se ejecuta.
• Restauracion El tiempo de ejecución del
  servidor ocurre en cada
• activacion. No se conserva el tiempo de
  ejecución si no hay tareas
• aperiodicas listas.
• El servidor actua como una tarea, en la cual se
  asigna el tiempo de
• ejecucion si hay una tarea aperiodica al
  principio de su activacion.

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Servidor de Consulta (pooling)
RATE MONOTONIC
A (2.8, 1.7)
PS (3,1)
T1 (2,3.5,1.5)
T2 (0,6.5,0.5)
0 1 2 3 4
5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16
Tiempo reservado
POLLING SERVER
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Servidor Diferido

• Reglas
• Consumo El tiempo de ejecución se consume solo
  cuando el
• servidor se ejecuta.
• Restauracion El tiempo de ejecución del
  servidor es en cada
• activacion.
• Conserva el tiempo de ejecución aunque no halla
  tareas aperiodicas listas.
• cualquier tiempo de ejecución reservado antes
  de la restauración se
• pierde ( no hay acumulación de tiempo).

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Servidor Diferido con Rate Monotonic
A (2.8, 1.7)
DS (3,1)
T1 (2,3.5,1.5)
T2 (0,6.5,0.5)
0 1 2 3 4
5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16
Tiempo reservado
21
Servidor Diferido con EDF
A (2.8, 1.7)
DS (3,1)
T1 (2,3.5,1.5)
T2 (0,6.5,0.5)
0 1 2 3 4
5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16
Tiempo reservado
22
Servidor Diferido con EDF Segundo plano
A (2.8, 1.7)
En segundo plano
DS (3,1)
T1 (2,3.5,1.5)
T2 (0,6.5,0.5)
0 1 2 3 4
5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16
Tiempo reservado
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Servidor Esporadico (Notacion)

• T Sistema de n tareas.
• TSS Servidor esporádico con prioridad
  arbitraria.
• TH Subconjunto de T con mayor prioridad que TSS
• tr ultimo tiempo de restauración.
• tf Primer instante despues de tr en el cual el
  servidor comienza a ejecutarse
• te tiempo de restauración efectivo.
• El planificador determina el tiempo te basado
  en la historia de planificación
• y inicializa el proximo tiempo de restauración
  a te ps
• Consumo El tiempo de ejecución del servidor se
  consume en cualquier
• instante t despues de tr, hasta que el tiempo de
  ejecución se termine
• bajo cualquiera de las siguientes condiciones
• C1 El servidor esta ejecutandose.
• C2 El servidor ha ejecutado desde tr y se
  suspende al tiempo t, y TH ocioso

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Servidor Esporadico (Reglas)

• Restauracion
• R1 El tiempo de ejecución se inicializa a es y
  el tiempo actual tr se
• registra inicialmente cuando el sistema
  comienza su ejecución y cada
• vez que este tiempo es restaurado
• R2 El siguiente tiempo de restauración se
  determina al tiempo tf cuando
• el servidor continua con su ejecución desde
  el tiempo tr. Al tiempo tf,
• te se inicializa al instante anterior en
  que una tarea de menor prioridad
• se ejecutó en (tr,tf), e inicializa tr si
  TH esta ocupado (ejecutando)
• durante este intervalo de tiempo. El
  próximo tiempo de restauración se
• inicializa a te ps.
• R3 El siguiente tiempo de restauración ocurre
  excepto que se produzcan
• las siguientes condiciones
• (a) Si el siguiente tiempo de restauración
  te ps es antes de tf, el tiempo
• se restaura tan pronto como se
  termine.
• (b) El tiempo se restaura al tiempo t
  siempre que el sistema halla estado
• ocioso antes de t y un Job periódico
  inicia en t.

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Servidor Esporadico (Planificación)
T1 (3,0.5) T2 (4,1) T3 (19,4.5) Ts
(5,15)
0 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19
0 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19
A1 (3,1) A2 (7,2)
A3
(15.5,2)
0 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19
0 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19
1.5 1.0 0.5
Tiempo reservado
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Servidor Esporadico (Regla 3a)
TH
0 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19
Servidor
0 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19
TL
0 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19
te teps tf
1.5 1.0 0.5
Tiempo reservado