Slides Ordonnancement Temps Reel

download Slides Ordonnancement Temps Reel

of 108

Transcript of Slides Ordonnancement Temps Reel

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    1/108

    Chapitre : Les

    Ordonnancements Temps rel

    3 me Systmes Embarqus- ISIBen Fradj Hanene

    Module: Conception de Systmestemps-rel

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    2/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 2

    Dfinition

    Ordonnanceur Planificateurattribuer la ressource processeur aux tches au cours

    du temps, selon une politique dordonnancement

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    3/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 3

    Ordonnancement temps rel

    lexcution des tches est soumise des contraintes temporelles cadence temps de rponse (chance, bout en bout)

    le respect de ces contraintes temporelles est important

    contraintes strictes, temps rel dur ( hard ) contraintes relatives, temps rel mou ( soft )

    lordonnancement doit permettre le respect de ces contraintes

    lordonnancement doit tre certifiable : la preuve du respect de

    cescontraintes doit pouvoir tre apporte priori

    ordonnanabilit, schedulability

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    4/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 4

    Les Types dordonnancement

    Ordonnancement hors ligne

    la squence dordonnancement estpr-calcule avant lexcution effective

    lexcution, lordonnanceur est un simple squenceur( cyclic scheduler )

    mise en uvre efficace mais rigidit

    Ordonnancement en ligne

    les dcisions dordonnancement sont prises au cours de lexcution

    lexcution, lordonnanceur implmente un algorithme dordonnancement

    surcots de mise en oeuvre mais flexibilit

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    5/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 5

    Ordonnancement non premptif / premptif

    lexcution de la tche en cours ne peut tre interrompue

    la tche en courspeutperdre involontairement le processeurau profit dune autre tche (juge plus urgente)

    hybride

    selon que les tches (ou des sections de tche) sont ou non

    premptibles

    Les Types dordonnancement

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    6/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 6

    1. politique premier arriv, premier servi ,

    2. politique plus court d abord ,

    3. politique du tourniquet, round robin ,

    4. politique conduite par lapriorit attache chaque tche

    Priorits fixes (statiques) / dynamiques

    indpendantes du temps fixes priori

    voluent avec le tempssurcot lexcution

    Les Types dordonnancement

    Quasi tous les excutifs du march

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    7/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 7

    Temps partag avec politique du tourniquet (round robin):

    - Tranche de temps de taille fixe (quantum)- Pas de prise en compte des contraintes de temps- souvent utilis en complment du mcanisme de priorit pour

    les tches de priorits gales (quit entre ces tches)

    Les Types dordonnancement

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    8/108

    Les ordonnancements

    priorits: Plan Caractristiques des tches temps rel

    Ordonnancement premptif priorit fixe Rate Monotonic (RM) Deadline Monotonic (DM)

    Ordonnancements premptif priorit dynamique

    Earliest deadline first (EDF)Vrification dordonnanabilit

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    9/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 9

    Les tches temps rel

    Tches priodiques elles sont actives intervalles

    de temps rguliers

    Tches apriodiqueselles sont actives des instants alatoires

    Tches sporadiquesune borne minimale de la dure sparant 2activations successives est connues

    C i i d h

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    10/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 10

    Caractristiques des tches temps

    rel

    Oi : date dactivation initiale, phase initiale, offset Ci : dure dexcution sans premption Ti : priode dactivation Di : dlai critique, chance relative

    Oi = Oj, (i,j) : tches synchrones Di = Ti : tche chance sur requte

    Di ? Ti : tche chance arbitraire

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    11/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 11

    Ordo. premptif priorits fixes : RM

    1. RM, Rate Monotonic

    -Pour tches priodiques- Dfinition [Liu & Layland, 1973]

    la priorit dune tche est inversement proportionnelle sa

    priode (conflits rsolus arbitrairement)

    - Proprit :

    - optimal dans la classe des algorithmes priorits fixes,pour des configurations de tches priodiques, synchrones, chance sur requte et indpendantes

    - l'utilisation de la priode limite l'utilisation aux seules tches chance sur requte (Si Di Pi)

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    12/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 12

    Ordo. premptif priorits fixes: RM

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    13/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 13

    Pour tches priodiques Dfinition [Leung & Whitehead, 1985]

    La priorit dune tche est inversementproportionnelle son chance relative (conflitsrsolus arbitrairement)

    Proprit

    Optimal dans la classe des algorithmes priorits fixes pour destches priodiques indpendantes chance priode quivalent RMA dans le cas de tches chance sur

    requte, meilleur dans les autres cas

    Ordo. premptif priorits fixes: DM

    2. DM, Deadline Monotonic

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    14/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 14

    T1(r0 = 0, C=3, D=7, P=20),T2 (r0 = 0, C=2, D=4, P=5),T3 (r0 = 0, C=2, D=9, P=10)

    Ordo. premptif priorits fixes: DM

    Exemple

    O d if i i d i

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    15/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 15

    Ordo. premptif priorits dynamiques

    : EDF

    EDF, Earliest Deadline First

    Dfinition : [Liu & Layland, 1973]

    un instant donn, la tche la plus prioritaire (parmi

    les tches prtes) est: celle dont lchance est laplus proche

    Proprit : optimal dans la classe des

    algorithmes priorits dynamiques, pour desconfigurations de tches indpendantespriodiques, chance priode et

    O d if i i d i

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    16/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 16

    Ordo. premptif priorits dynamiques

    : EDF

    O d if i i d i

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    17/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 17

    Exercice :

    Ordo. premptif priorits dynamiques

    : EDF

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    18/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 18

    DfinitionLaxit: temps restant entre la fin d excution de la tche et son dlai critique,

    Lmax = D C

    un instant donn, la tche la plus prioritaire (parmi les tches prtes)est celle dont la laxit est la plus petite

    Proprit

    optimalit idem EDmais, nombre de premptions engendres suprieur

    Ordo. premptif priorits dynamiques

    : Least Laxity (LL)

    Least Laxity (LL)

    M dl d h

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    19/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 19

    4 temps d excution restant C(t) : C(t) = Cmax - Cexcut

    4 dlai critique dynamique D(t) : temps restant avant la prochaine chance, D(t) = d - t

    4 laxit dynamique L(t) : temps avant le dbut d excution de la tche, L(t) = D(t) - C(t) = d - t - C(t)

    t

    r

    Diagramme temporel dexcution

    D

    d

    D(t)

    t

    L(t)

    C(t)

    Cmax

    Pendant l'excution de la tche ( un instant donn t)

    Modle de tches : paramtresdynamiques

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    20/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 20

    Ordo. premptif priorits dynamiques

    : Least Laxity (LL)

    T1 (r0 = 0, C=3, , D=7, P=20), T2 (r0 = 0, C=2, D=4, P=5),T3 (r0 = 0, C=1, D=8, P=10)

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    21/108

    Les ordonnancements

    priorits: Plan Caractristiques des tches temps rel

    Ordonnancement premptif priorit fixe Rate Monotonic (RM) Deadline Monotonic (DM)

    Ordonnancements premptif priorit dynamique

    Earliest deadline first (EDF)Vrification dordonnanabilit

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    22/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 22

    OrdonnanabilitRle Formules mathmatiques ou algorithmes permettant de vrifier

    (prouver) que les tches respecteront leurs contraintes de tempsClassification

    Vrification hors-ligne (avant excution): statique Critres analytiques calculables (CN, CS, CNS)

    Simulation sur une dure finie : [0,PPCM (Ti)] si tches synchrones [min(Ok),max(Oi)+ 2*PPCM (Ti)]

    Cibles = systmes temps-rel strict

    Vrification en-ligne (pendant lexcution): dynamique Tests dacceptation en-ligne pour savoir si on accepte de nouvellestches

    Cibles = systmes temps-rel souple

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    23/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 23

    Donnes dentre des mthodes de verification : modledu systme

    Connaissance des informations sur les tches (modlede tches)

    Arrive des tches: priodique, sporadique, apriodique (datesdarrives) Synchronisations : prcdences, exclusions entre tches Temps dexcution au pire-cas (WCET)

    Sorties

    Verdict sur le respect des contraintes de temps pourun algorithmedordonnancement donn

    Ordonnanabilit

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    24/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 24

    Vrification : par simulation

    Priodicit des tches ordonnancementcyclique (pas la peine de simuler linfini)

    Dure de la priode dtude (hyperpriode)

    Tches synchrones : [0,PPCM(Pi)] Tches chelonnes (au moins un offset Oi non nul)[min(Oi), max(Oi,Oj+Dj) + 2 * PPCM(Pi)]

    Evaluation

    Valide quel que soit lalgorithme dordonnancement Priode dtude peut tre trs longue selon lesrelations entre priodes

    Adapt aux ordonnancements hors-ligne

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    25/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 25

    Condition ncessaire C Il faut que C soit vrifie pour que les contraintes de temps

    soient respectes (systme faisable) C non vrifie systme non faisable C vrifie systme peut tre faisable (ou pas)

    Condition suffisante Il suffit que C soit vrifie pour que le systme soit faisable C vrifie systme est faisable ( coup sr)

    C non vrifie systme peut tre faisable (ou pas)

    Condition ncessaire et suffisante C vrifie quivalent montrer la faisabilit du systme

    Vrification : Critres analytiques

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    26/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 26

    Utilisation du Taux dutilisation du processeur (charge du proceseurpar N tches

    Condition ncessaire dordonnanabilit : U 1

    Cette condition nest pas une condition suffisante(pas pour tous les ordonnancements)

    N

    ii

    i

    T

    cU

    1

    Vrification : Critres analytiques

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    27/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 27

    Vrification : Critres analytiques

    1.Ordonnancement RM : pour que N tches soient ordonnanables Condition suffisante (CS)

    Si condition vrifie avec Ci= WCETi de la tche alors la condition estvrifie avec Ci< WCETi

    sapplique aussi quand les tches ne sont pas synchrones

    Pour 3 tches: U 0,779

    Pour n tches U (N : U 0,69

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    28/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 28

    Exercice: ces trois tches sont elles ordonnanables

    selon la technique RM ?T1 (r0 = 0, C=3, P=20),

    T2 (r0 = 0, C=2, P=5),

    T3 (r0 = 0, C=2, P=10)

    Vrification : Critres analytiques

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    29/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 29

    2. Ordonnancement DM : pour que N tches soient ordonnanables

    Condition suffisante (CS)

    12

    1

    1

    N

    N

    ii

    iN

    D

    cU

    Vrification : Critres analytiques

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    30/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 30

    Exercice: ces trois tches sont elles ordonnanables

    selon la technique DM (meme exemple)? T1 (r0 = 0, C=3, D=7, P=20),

    T2 (r0 = 0, C=2, D=4, P=5),

    T3 (r0 = 0, C=2, D=9, P=10)

    Vrification : Critres analytiques

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    31/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 31

    3. Ordonnanancement EDF et LL

    Vrification : Critres analytiques

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    32/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 32

    Vrification : Critres analytiques

    Exemple

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    33/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 33

    Exercice: ces trois tches sont elles ordonnanables selon latechnique EDF ?

    T1 (r0 = 0, C=3, D=7, P=20),

    T2 (r0 = 0, C=2, D=4, P=5),

    T3 (r0 = 0, C=1, D=8, P=10)

    Vrification : Critres analytiques

    V ifi ti Pi t d

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    34/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 34

    Response time analysis (RTA, analyse de temps derponse)

    Applicable pour tous les ordonnancements prioritstatique, quel que soit lassignation des priorits (RM,

    DM, autre) Condition ncessaire et suffisante

    Vrification : Pire temps de rponse

    V ifi ti Pi t d

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    35/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 35

    Vrification : Pire temps de rponse

    Vrification : Pire temps de rponse

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    36/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 36

    Vrification : Pire temps de rponse

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    37/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 37

    Algorithme de calcul des Ri (itratif)

    Quand la srie converge, on a calcul le temps de

    rponse Ri Le systme est ordonnanable quand Ri Di

    Vrification : Pire temps de rponse

    Vrification : Pire temps de rponse

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    38/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 38

    Vrification : Pire temps de rponse

    Exercice: ces trois tches sontelles ordonnanables selon cettetechnique dordonnancement ?

    Vrification : Pire temps de rponse

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    39/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 39

    Vrification : Pire temps de rponse

    Vrification : Pire temps de rponse

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    40/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 40

    Vrification : Pire temps de rponse

    temps de rponse de la tche

    temps de rponse de la tche

    temps de rponse de la tche

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    41/108

    Les ordonnancements

    priorits: Plan Caractristiques des tches temps rel Ordonnancement premptif priorit fixe

    Rate Monotonic (RM) Deadline Monotonic (DM)

    Ordonnancements premptif priorit dynamique Earliest deadline first (EDF)

    Vrification dordonnanabilit Ordonnancement de tches apriodique Ordonnancement de tches en prsence de ressourcespartages

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    42/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 42

    Ordonnancement des tches

    apriodique

    se distinguent des tches priodiques par le faitque l'on ne connat pas l'instant d'arrive de larequte de rveil

    contraintes temporelles strictes ou relatives

    buts atteindre : si contraintes relatives : minimiser le temps de

    rponse si contraintes strictes : maximiser le nombre de

    tches acceptes en respectant leurs contraintes 2 grandes catgories de traitement

    traitement en arrire-plan traitement par serveurs

    Tches apriodiques contraintes

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    43/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 43

    Tches apriodiques contraintesrelatives

    traitement d'arrire-plan le plus simple, mais le moins performant

    tches apriodiques ordonnances quand le

    processeur est oisif si plusieurs tches attendent, elles sont

    traites en mode FIFO

    Tches apriodiques contraintes

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    44/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 44

    Tp1 (r0=0, C=2, P=5), Tp2 (r0=0, C=2, P=10)Ta3 (r=4, C=2),Ta4 (r=10, C=1),Ta5 (r=11, C=2)

    Tches apriodiques contraintesrelatives

    exemple de traitement d'arrire-plan

    Tches apriodiques contraintes

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    45/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 45

    Traitement par serveur un serveur est une tche priodique cre spcialement

    pour prendre en compte les tches apriodiques serveur caractris par :

    sa priode son temps d'excution : capacit du serveur serveur gnralement ordonnanc suivant le mme algorithme

    que les autres tches priodiques une fois actif, le serveur sert les tches apriodiques dans la

    limite de sa capacit. L'ordre de traitement des tchesapriodiques ne dpend pas de l'algorithme gnral

    Tches apriodiques contraintesrelatives

    Tches apriodiques contraintes

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    46/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 46

    Serveurs par scrutation (polling) chaque activation, traitement des tches

    jusqu' puisement de la capacit ou jusqu'

    ce qu'il n'y ait plus de tches en attente si aucune tche n'est en attente ( l'activation

    ou parce que la dernire tche a t traite) ,le serveur se suspend immdiatement et perdsa capacit qui peut tre rutilise par lestches priodiques

    Tches apriodiques contraintesrelatives

    Tches apriodiques contraintes

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    47/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 47

    exemple de serveur par scrutation (ordonnancement RM)

    2 tches priodiques : Tp1 (r0=0, C=3, P=20) Tp2 (r0=0, C=2, P=10) serveur : Tps(r0=0, C=2, P=5) tches apriodiques : Ta3 (r=4, C=2), Ta4 (r=10, C=1), Ta5 (r =11, C=2)

    Tches apriodiques contraintesrelatives

    Tches apriodiques contraintes

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    48/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 48

    2 approches : les traiter comme de tches priodiques avec une

    pseudo-priode reprsentant l'intervalle minimal entre2 occurrences utilis dans le cas RM mais difficile d'valuer la pseudo-priode engendre une sous-utilisation du processeur

    ordonnancer les tches en EDF. A chaque nouvelletche apriodique, faire tourner une "routine degarantie" pour vrifier que toutes les contraintes

    temporelles seront respectes. Si non, refuser latche. 2 politiques d'acceptation dynamique favorise les tches priodiques

    Tches apriodiques contraintesstrictes

    Tches apriodiques contraintes

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    49/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 49

    acceptation dans les temps creux d'une squence rigidede tches ordonnancement EDF des tches priodiques les tches apriodiques acceptes sont ordonnances dans les

    temps creux des tches priodiques (~ mthode d'arrire-plan)selon l'algorithme EDF

    routine de garantie (au rveil d'une tche apriodique):1) teste l'existence d'un temps creux suffisant entre le rveil et

    l'chance de la tche apriodique)2) vrifie que l'acceptation de la nouvelle tche ne remet pas en cause

    le respect des contraintes temporelles des autres tchesapriodiques dj acceptes et non encore terminessi OK, la tche est ajoute la liste des tches apriodiques

    Tches apriodiques contraintesstrictes

    Tches apriodiques contraintes

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    50/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 50

    Tches apriodiques contraintes

    strictes

    exemple de l'acceptation dans les temps creux

    Tp1 (r0=0, C=3, D=7, P=20), Tp2 (r0=0, C=2, D=4, P=5),Tp3 (r0=0, C=1, D=8, P=10)

    Ta4 (r=4, C=2, d=10), Ta5 (r=10, C=1, d=18), Ta6 (r=11, C=2, d=16)

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    51/108

    Les ordonnancements

    priorits: Plan Caractristiques des tches temps rel Ordonnancement premptif priorit fixe

    Rate Monotonic (RM) Deadline Monotonic (DM)

    Ordonnancements premptif priorit dynamique Earliest deadline first (EDF)

    Vrification dordonnanabilit

    Ordonnancement de tches apriodique Ordonnancement de tches en prsence de ressourcespartages

    O d d

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    52/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 52

    une ressource critique ne peut: tre utilise simultanment par plusieurs tches tre rquisitionne par une autre tche accs en exclusion mutuelle

    notion de section critique squence d'instructions pendant lesquelles on utilise

    une ressource critique sans problme dans le cas d'un ordonnancement non

    premptif, mais c'est rarement le cas dans unenvironnement temps rel valuation du temps derponse trs difficile, sinon impossible

    Ordo. en prsence de ressources partages

    O d d

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    53/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 53

    ordonnancement premptif: ajout dun protocole de gestion desressources

    1. phnomne dinterblocage (deadlock)

    Ordo. en prsence de ressources partages

    O d d t

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    54/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 54

    Ordo. en prsence de ressources partages

    2. phnomne dinversion de priorit

    phnomne d la prsence simultane de priorits fixes et deressources accs exclusifdans un environnement premptif

    Inversion de priorit non prvu entre T1 et T3 peut engendrer un non respectdchances (grave si temps rel stricte)

    O d d t

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    55/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 55

    le problme de lordonnancement de tches priodiquesen prsence de ressources critiques est NP-difficile.

    il nexiste pas d algorithme dordonnancement en ligneoptimal

    Protocole hritage de priorit,

    Protocole priorit plafonne

    Ordo. en prsence de ressources partages

    O d d t

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    56/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 56

    Ordo. en prsence de ressources partages

    1. Protocole hritage de priorit, Priority Inheritance Protocol

    - la tche qui possde la ressource critique prend (temporairement) laprioritde la tche en attente de cette mme ressource, si prio() > prio()

    O d d t

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    57/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 57

    Proprits :

    - ne prvient pas les interblocages- permet dvaluer une borne suprieure (et

    pessimiste) du temps de blocage au pire Bi des

    tches

    1. Protocole hritage de priorit, Priority Inheritance Protocol

    Ordo. en prsence de ressources partages

    O d d t

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    58/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 58

    Ordo. en prsence de ressources partages

    Dfinitions Priorit plafond(priority ceiling) dune

    ressource (R) = priorit maximale des

    tches qui lutilisent Priorit plafond courante (current priority

    ceiling, ou ceiling) un instant t : (t) =maximum des priorits plafond des

    ressources utilises en t

    2. Protocole priorit plafonne, Priority Ceiling Protocol

    O d d t

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    59/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 59

    Ordo. en prsence de ressources partages

    2. Protocole priorit plafonne, Priority Ceiling Protocol

    Principe

    1. chaque ressource R possde une priorit plafond associe

    (R)= max des priorits des tches susceptibles dy accder

    2. une tche T ne peut accder une ressource R que si sapriorit est suprieure aux priorits plafond des ressources

    actuellement prises (t)

    3.si la tche T bloque une tche T (plus prioritaire), T hritede la priorit de T

    O d d t

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    60/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 60

    Exemple :

    prio T1 > prio T2 > prio T3 partage de R entre T1, T3,P(R)= prio T1T2 utilise une ressource R, P(R)= prio T2

    T3 commence son excution, rveil de T2 puis rveil de T1

    Ordo. en prsence de ressources partages

    T3

    T2

    T1

    Prio

    (t)1

    2

    T3 retrouve sapriorit nominaleT1 sexcute(avant T2, moinsprio

    Bloqubien que Rlibre

    T1 est bloquT3 hrite de la priorit de T1

    Ordo en prsence de ressources partages

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    61/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 61

    Proprits :

    - prvient les interblocages- permet dvaluer une borne suprieure (moins

    pessimiste) du temps de blocage au pire Bi

    des tches

    2. Protocole priorit plafonne, Priority Ceiling Protocol

    Ordo. en prsence de ressources partages

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    62/108

    Exploration de Mars

    Mission Pathfinder(NASA - juillet 1997)

    La mission Pathfinder

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    63/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 63

    La mission Pathfinder

    sonde sur Mars, arrive le 4 juillet 1997 robot mobile Sojourner charg dediffrentes tches:

    Photos

    relevs mto

    prlvements

    poids : 11.5kg

    vitesse : 24m/h

    puissance totale : 30W

    liaison UHF avec la sonde Pathfinder

    bug dans la gestion des ressourcescritiques perte de donnes importantes

    Architecture matrielle

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    64/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 64

    Architecture matrielle

    Processeur Mmoires

    Sonde

    Pathfinder

    Interface 1 Interface 2

    bus VMEInterface bus

    bus 1553

    interface 1coupleur interface 2 interface 3

    interface 4

    moteurs vannes capteur

    solai re

    analyseur

    toi les

    bus 1553

    interface 5coupleur interface 6 interface 7

    acclromtrealtimtreenregistreur

    mto (ASI/MET)

    Robot mobi le

    Sojourner

    camra

    radio

    MonoprocesseurRS6000 (RISC deIBM)

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    65/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 65

    Spcification fonctionnelle

    le systme de gestion de la sonde communiqueavec l'extrieur par: la carte radio pour les liaisons avec la terre la carte de liaison avec la camra

    l'interface avec le bus 1553 pour les autres capteurs/actionneurs

    Architecture logicielle

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    66/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 66

    Architecture logicielle

    multitche gre par le noyau Vxworks (WindRiver)

    25 tches

    priodiques (ex. : gestion du bus 1553) apriodiques (ex. : analyse des erreurs)

    communication et synchronisation par des files demessages

    suivant les phases de la mission (volinterplantaire, aterrissage, exploration par lerobot), toutes les tches ne sont pas utiles

    Caractristiques des tches

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    67/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 67

    Caractristiques des tches

    Liste des tches et priorits relatives :

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    68/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 68

    Architecture logicielle Architecture en tches

    Utilisation du bus 1553

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    69/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 69

    Utilisation du bus 1553 la gestion du bus est pilote par une horloge 8 Hz (125ms)

    2 tches pour rguler le transfert des donnes

    1. ORDO_BUS priorit maximale vrifie que le transfert des donnes a tcorrectement effectu et prpare le transfert suivant

    2. DISTRIBUTION_DONNES

    2 me priorit collecte les donnes sur le bus et les place dans lammoire tampon

    Caractristiques des tches

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    70/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 70

    Caractristiques des tches

    pour CMTO = 2, U=0.72 et pour CMTO = 3, U=0.725 analyse Rate Monotonic pourrait s'appliquer (URM=0.729), mais partage de la ressource MMOIRE_TAMPON analyse dtaille

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    71/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 71

    Recherche dordonnacement

    priode d'tude thorique : 5000msmais on peut se contenter d'tudier sur 250ms

    en considrant que les tches MESURES etMTO viennent de se terminer et en se mettantsur la priode suivante

    tude des cas CMTO = 2 et CMTO = 3

    3.5. Exemple : Mission Mars

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    72/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 72

    : Tche sans ressource

    : Tche avec ressource

    Lgende des diagrammes de Gantt

    R

    R: Demande de ressource

    : Libration de ressource

    Simulat ions

    3.5. Exemple : Mission MarsPathfinder

    Diagramme d'excution des tches pour Cmto = 2

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    73/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 73

    inversion de priori t

    inversion de priori t

    RR

    RRDISTRIBUTION

    DONNEES

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

    tORDO

    BUS

    TACHE

    RADIO

    TACHE

    CAMERA

    TACHE

    M

    ESURES

    TACHE

    METEO

    : Tche sans ressource : Tche avec ressource

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

    t

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

    t

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

    t

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

    t

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

    t

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

    t

    R

    R

    R R

    R R

    RR R

    R

    RR RR

    RR

    TACHE

    PILOTAGE

    alarmeDiagramme d'excution pour Cmto = 3

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    74/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 74

    alarme

    R

    R

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

    t

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

    t

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

    t

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

    t

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

    t

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

    t

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

    t

    ?

    inversion de priorit

    inversion de priorit

    R R

    R R

    RRR

    R

    R

    RDISTRIB

    UTION

    DONNEE

    S

    ORDO

    BUS

    TACHE

    RADIO

    TACHE

    CAMERA

    TACHE

    MESURE

    S

    TACHE

    METEO

    TACHE

    PILOTAGE

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    75/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 75

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    76/108

    Les ordonnancements

    priorits: Plan Caractristiques des tches temps rel Ordonnancement premptif priorit fixe

    Rate Monotonic (RM) Deadline Monotonic (DM)

    Ordonnancements premptif priorit dynamique Earliest deadline first (EDF)

    Vrification dordonnanabilit Ordonnancement de tches apriodique

    Ordonnancement de tches en prsence de ressources partagesOrdonnancement de tches dpendantes Ordonnancement de tches sur une architecture multiprocesseur

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    77/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 77

    Contraintes de prcdences

    Contraintes de prcdence sur l'ordre d'excution des tches les unes par

    rapport aux autres gnralement dcrites par un graphe

    Ja < Jb indique que la tche Ja est un prdcesseur de Jb Ja Jb indique que la tche Ja est un prdcesseur

    immdiat de Jb

    C

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    78/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 78

    Contraintes de prcdences

    Contraintes de prcdence sur l'ordre d'excution des tches les unes par

    rapport aux autres gnralement dcrites par un graphe

    Ja < Jb indique que la tche Ja est un prdcesseur de Jb Ja Jb indique que la tche Ja est un prdcesseur

    immdiat de Jb

    J1 < J2J1 J2J1 < J4J1 J4

    C i d d

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    79/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 79

    8 tches : 2 acquisitions 2 traitements image analyse de forme analyse des diffrences calcul de hauteur reconnaissance finale

    Contraintes de prcdences

    Tches avec des contraintes de

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    80/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 80

    Tches avec des contraintes deprcdences

    ici, seulement prcdence simple si Ti est priodique de priode Pi, alors Tj l'est aussi et Pj = Pi

    principe de l'tablissement de l'ordonnancement :

    transformer l'ensemble des tches dpendantes en unensemble de tches indpendantes que l'on ordonnancerapar un algorithme classique

    par des modifications des paramtres des tches si Ti Tj alors la rgle de transformation doit respecter

    rj ri

    Prioi > Prioj validation de l'ordonnanabilit selon des critres utiliss pour

    des tches indpendantes

    Ordonnancement de tches

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    81/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 81

    Ordonnancement de tchesdpendantes

    Contraintes de prcdence et DeadlineMonotonic la transformation s'opre hors ligne sur la

    date de rveil et sur les chances r*i = Max{ri, r*j} pour tous les j tels que Tj Ti

    D*i = Max{Di, D*j} pour tous les j tels que Tj Ti

    si Ti Tj alors Prioi > Prioj dans le respect de la

    rgle d'affectation des priorits par DM

    Ordonnancement de tches

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    82/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 82

    Ordonnancement de tchesdpendantes

    contraintes de prcdence et EDF modification des chances de faon ce qu'une

    tche ait toujours un di infrieur celui de sessuccesseurs (algorithme de Chetto et al.)

    une tche ne doit tre activable que si tous sesprdcesseurs ont termin leur excution

    modification de la date de rveil et de l'chance r*i = Max{ri, Max{r*j + Cj}} pour tous les j tels que Tj Ti d*i = Min{di, Min{d*j - Cj}} pour tous les j tels que Ti Tj on itre sur les prdcesseurs et successeurs immdiats on commence les calculs par les tches qui n'ont pas de

    prdcesseurs pour le calcul des r et par les tches qui n'ontpas de successeur pour le calcul des d

    Ordonnancement de tches

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    83/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 83

    Ordonnancement de tchesdpendantes

    Paramtres des tches EarliestDeadline

    tche ri Ci di ri* Di*

    T1 0 1 5

    T2 5 2 7T3 0 2 5

    T4 0 1 10

    T5 0 3 12

    T1

    T5

    T4

    T3

    T2

    T1 na pas de prdcesseur

    r1*=0

    0

    T2 na pas de prdcesseur

    r2*=5

    5

    T3 a T1 pour prdcesseurr*3 = Max(r3, r*1+C1)

    = Max(0,1)= 1

    1

    T4 a T1 et T2 pour prdcesseursr*4 = Max(r4, r*1+C1, r*2+C2)= Max(0,1, 7)= 7

    7

    T5 a T3 et T4 pour prdcesseursr*5 = Max(r5, r*3+C3, r*4+C4)= Max(0, 3, 8)= 8

    8

    Ordonnancement de tches

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    84/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 84

    T1

    T5

    T4

    T3

    T2

    T5 n'a pas de successeurd*5 = 12

    Paramtres des tches EarliestDeadline

    tche ri Ci di ri* Di*

    T1 0 1 5T2 5 2 7

    T3 0 2 5

    T4 0 1 10

    T5 0 3 12

    05

    1

    7

    8 12

    T4 a T5 pour successeurd*4 = Min(d4, d*5-C5)

    = Min(10, 9)= 9

    9

    T3 a T5 pour successeurd*3 = Min(d3, d*5-C5)= Min(5, 9)= 5

    5

    T2 a T4 pour successeurd*2 = Min(d2, d*4-C4)= Min(7, 8) = 7

    7

    T1 a T3 et T4 pour successeursd*1 = Min(d1, d*3-C3, d*4-C4)

    = Min(5, 3, 8) = 3

    3

    Ordonnancement de tchesdpendantes

    Ordonnancement de tches

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    85/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 85

    Paramtres des tches EarliestDeadline

    tche ri Ci di ri* Di*

    T1 0 1 5

    T2 5 2 7

    T3 0 2 5T4 0 1 10

    T5 0 3 12

    0

    5

    17

    8 12

    95

    7

    3

    Ordonnancement de tchesdpendantes

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    86/108

    Les ordonnancements

    priorits: Plan Caractristiques des tches temps rel Ordonnancement premptif priorit fixe

    Rate Monotonic (RM) Deadline Monotonic (DM)

    Ordonnancements premptif priorit dynamique Earliest deadline first (EDF)

    Vrification dordonnanabilit Ordonnancement de tches apriodique

    Ordonnancement de tches en prsence de ressources partages Ordonnancement de tches dpendantes Ordonnancement de tches sur une architecture multiprocesseur

    Anomalie des ordonnancements

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    87/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 87

    Anomalie des ordonnancementsmultiprocesseurs

    Thorme de Graham : si un ensemble detches est ordonnanc de faon optimalesur un systme multiprocesseur avec des

    priorits assignes, des temps d'excutionfixes et des contraintes de prcdence,alors le fait d'augmenter le nombre deprocesseurs, de rduire les temps

    d'excution ou de relaxer les contraintesde prcdence peut conduire dtriorerla dure d'excution de l'algorithme

    Anomalie des ordonnancements

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    88/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 88

    multiprocesseurs

    exemple 9 tches de priorits dcroissantes contraintes de prcdence et temps d'excution :

    1

    2

    3

    4

    9

    8

    7

    6

    5

    (3)

    (2)

    (2)

    (2)

    (9)

    (4)

    (4)

    (4)

    (4)

    Priorit tche i > Priorit tche j (pour i

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    89/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 89

    gde processeurs

    ordonnancement optimal sur un systme 3 processeurs

    sur un systme 4 processeurs :

    1

    2

    3

    4 5

    6

    7

    8

    9 12P1

    P2

    P3

    1

    2

    3

    4

    9

    8

    7

    6

    5

    (3)

    (2)

    (2)

    (2)

    (9)

    (4)

    (4)

    (4)

    (4)

    1

    23

    4

    56

    7

    8

    9

    P1

    P2P3

    P4

    15

    Anomalie : diminuer le tempsd ti d t h

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    90/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 90

    12

    3

    4

    9

    8

    7

    6

    5

    (3)

    (2)

    (2)

    (2)

    (9)

    (4)

    (4)

    (4)

    (4)

    1

    2

    3

    4 5

    6

    7

    8

    9

    12

    Solution 3processeurs

    1

    2

    3

    4

    5

    6 8

    7

    916

    Si temps tche 4 passe de 2 1

    P1

    P2

    P3

    P1

    P2

    P3

    dexcution des tches

    Anomalie : supprimer des

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    91/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 91

    en supprimant quelques relations de prcdence

    ppprcdences

    1

    2

    3

    4

    9

    87

    6

    5

    (3)

    (2)

    (2)

    (2)

    (9)

    (4)

    (4)

    (4)

    (4)

    1

    2

    3

    4 5

    6

    7

    8

    9

    12

    1

    23

    4 56

    8

    7

    916

    P1

    P2

    P3

    P1

    P2P3

    1

    2

    3

    4

    9

    8

    7

    6

    5

    (3)

    (2)

    (2)

    (2)

    (9)

    (4)(4)

    (4)

    (4)

    Anomalie : partage de ressources

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    92/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 92

    Exemple d'anomalie sur des contraintes de ressources 5 tches alloues statiquement 2 processeurs T2 et T4 partagent une ressource exclusive

    si on rduit le temps d'excution de T1

    3

    1 2

    4 517

    P1

    P2

    3

    1 2

    4 5P1

    P2

    22

    Anomalie : partage de ressources

    deux approches dordonnancement

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    93/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 93

    pp

    multiprocesseur

    On distingue en gnral deux types dapproche pour lordonnancement

    multiprocesseur :

    1. Partitionnement et ordonnancement distribu:

    - Il sagit de partitionnerlensemble des n tches en m sous-ensembles disjoints :1, 2, . . . , m et dordonnancerensuite lensemble i sur le processeur Pi avecune stratgie dordonnancement locale monoprocesseur. Les tches ne sont

    donc pas autorises migrer dun processeur lautre.

    Systmes distribus

    deux approches dordonnancement

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    94/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 94

    2. Ordonnancement globale ou centralis :

    - Appliquer globalement, sur la plate-forme multiprocesseur entire, unestratgie dordonnancement unique et dattribuer chaque instant les m

    processeurs aux n tches les plus prioritaires. Par exemple en utilisant RM ouEDF.- Dans ce cas, outre la premption des tches, on autorise aussi la migrationde ces dernires ; c--d quune tche peut commencer son excution sur unprocesseur Pj , tre prempte et reprendre son excution ultrieurement surun autre processeur Pi

    pp

    multiprocesseur

    1. Partitionnement et

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    95/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 95

    Dans ces systmes, il n'y a pas un unique mcanisme d'ordonnancement qui centraliseles informations et les dcisions d'ordonnancement, mais plusieurs:

    - La difficult de maintenir une vision cohrente de l'tat du systme : En pratique,chaque Ordonnanceur s'occupe de grer un sous-ensemble identifi des tches dusystme, et en isolement des autres ordonnanceurs.

    - Les cots de migration sont en gnral levs, ce qui entraine que la dcisiond'affectation est plus dterminante qu'en multiprocesseur, et qu'elle peut difficilement

    tre remise en cause.

    - Il est ncessaire de prendre en compte l'ordonnancement de la ressource decommunication (rseau) entre les processeurs.

    ordonnancement distribu

    1. Partitionnement et ordonnancement

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    96/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 96

    -Temps dexcution dune tche diffre dunprocesseur un autre (processeurs identiques ouhtrognes).

    - Temps de communication entre les processeurs.

    Une tape daffectation de tches aux processeurs sajoute:

    allocation ou partitionnement

    distribu

    1. Partitionnement et ordonnancement

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    97/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 97

    distribu

    4 grandes classes dalgorithmes de partitionnement:

    algorithmes de regroupement:Ce type dalgorithme est souvent utilis pour minimiserlutilisation des liens de communications. Lalgorithme procde en deux temps. Tout

    dabord, une phase dite de clustering regroupe les tches que lon souhaite partitionner

    en modules ; pour cela, lalgorithme identifie les tches qui communiquent le plus entre

    elles et les regroupent en clusters. Ensuite, chaquecluster est associ un processeur.

    - lalgorithme de sac dos ou le Bin packing: il faut placer dans m botes de taillesidentiques, k objets de tailles diffrentes. Dans notre cas, les objets sont les tches,leurs tailles sont leurs taux dutilisations processeur U(i ), la taille de chaque bote est

    lutilisation maximale que lon peut atteindre : ln 2 pour RM, 1 pour EDF.

    1. Partitionnement et ordonnancement

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    98/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 98

    algorithmes de recuit simul:Le recuit simul est une mthode doptimisationqui part dune solution du problme et qui tente de lamliorer en explorantlespace de recherche par voisinages. Lalgorithme considre les solutions du

    problme comme des tats denergie du systme et le but est de minimisercette nergie. A chaque itration, on fait diminuer la temprature qui reprsente

    le paramtre cl de lalgorithme. Levaluation de la nouvelle solution obtenue est

    sujette une probabilit dacceptation, de manire viter de rester pig dansun minimum local.

    algorithmes gntiques : Les algorithmes gntiques reposent sur les principesfondamentaux de la gntique. un algorithme gntique est un algorithme itratifde recherche globale dont le but est doptimiser une certaine fonction. Dans le

    problme du partitionnement des tches sur plusieurs processeurs, cetalgorithme ^gnre des solutions en minimisant une fonction cot ( par exempleles chances et les communications du systme).

    distribu

    1. Partitionnement et ordonnancement

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    99/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 99

    algorithmes gntiques :

    Lalgorithme gntique se droule de la manire suivante :1. gnration de la premire population

    2. valuation (critre darrt)3. slection pour la reproduction4. croisement et mutation, retour en 2.

    distribu

    1. Partitionnement et ordonnancement

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    100/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 100

    RM en partitionn

    distribu

    - Pour RM partitionn, il semble naturel dutiliser la condition U < n(21/n 1) afin devrifier lordonnanabilit des tches assignes au processeur p (ou n est le

    nombre de tches assignes au processeur P).

    - Cependant la borne nest pas assez serre pour dfinir une bonne stratgiemultiprocesseur. On peut perdre jusqu `a 50 % des ressources.

    1. Partitionnement et ordonnancement

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    101/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 101

    EDF partitionn: FFDU

    distribu

    - LIU et LAYLAND ont montr que des tches chance surrequte sont ordonnanables par EDF sur un processeur si et seulement siU 1.- LOPEZ et al. ont montr que lutilisation de cette borne monoprocesseurpeut tre utilise pour dfinir une stratgie de partitionnementmultiprocesseur : First-Fit-Decreasing-Utilization (FFDU). I.e., que dans leproblme de bin packing on choisit chaque tape la premire boite quiconvient en considrant les tches par valeurs dcroissantes du facteurdutilisation.- Les mmes chercheurs ont dfini la condition dordonnanabilitsuivante :

    1. Partitionnement et ordonnancement

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    102/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 102

    Thorme (FFDU EDF Utilisation):

    un ensemble de tches priodiques avec

    chance sur requte, est ordonnanable parlune des partitions FFDU (et EDF localementsur chaque processeur) si

    U < (m + 1)/2

    distribu

    2. Ordonnancement globale oucentralis

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    103/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 103

    centralis

    Ci Pi

    T1 1 4

    T2 3 5

    T3 7 20

    Exemple dordonnancement global RM :

    2

    1

    16P2

    P1 3 1

    3 24 5 8 10

    1

    2

    1

    2

    1

    20

    3

    P et M

    2. Ordonnancement globale oucentralis

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    104/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 104

    Algorithme de liste (List scheduling) :

    - cest la technique la plus utilise quand il sagit dun ensemble de tchesdpendantes.

    - Une tche devient prte pour excution quand tous ces prdcesseurs ontfini leur excution. La tche racine qui na aucune prcdence est actif linstant 0. Lalgorithme de list scheduling met les tches dans une file au fur

    et mesure que les tches deviennent prtes pour excution et envoie lestches au processeur. Quand plus quune tche est active au mme instant,

    trouv lordre optimal qui minimise le temps dexcution est un problme NP-difficile. Plusieurs heuristiques sont dveloppes parmi les quelles on trouvela tche la plus longue avant (ALAP), la tche la plus courte avant (ASAP),

    centralis

    2. Ordonnancement globale oucentralis

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    105/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 105

    Exercice 1 : ordonnancer cette application sur une architecture biprocesseur enutilisant lalgorithme de liste ASAP puis ALAP.

    143

    2

    (2)

    (4)

    (3)

    (1)

    56

    7

    (3)

    (2)

    (3)

    centralis

    2. Ordonnancement globale oucentralis

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    106/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 106

    1

    2

    3

    4

    9

    8

    7

    6

    5

    (3)

    (4)

    (1)

    (2)

    (9)

    (2)

    (1)

    (3)

    (5)

    centralis

    Conclusion

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    107/108

    20/10/2013 Ben Fradj Hanene 107

    Conclusion

    La thorie de lordonnancement pour lessystmes temps rel monoprocesseurs est undomaine de recherche bien tabli ce jour, il y ade nombreux travaux solides qui couvrentlargement ce domaine de recherche.

    En revanche, lordonnancement pour les

    systmes temps rel multiprocesseurs est une

    domaine de recherche relativement neuf, peu dersultats existent ce jour.

  • 7/27/2019 Slides Ordonnancement Temps Reel

    108/108