31、单处理器系统调度算法详解

单处理器系统调度算法详解

1. 调度基础与可调度性测试

在实际应用中，为任务制定合适的调度计划至关重要。在编译前，可能需要对执行时间进行预估；编译后，能获取更详细的执行时间信息，从而制定更精确的调度计划；有时还需在运行时决定下一个执行的任务。而在时间触发系统中，实时操作系统（RTOS）的调度可能仅需简单的任务查找表。

可调度性测试在许多应用中非常重要。精确测试在很多情况下属于NP难题，因此通常采用充分性测试和必要性测试。充分性测试检查保证调度可行的充分条件，可能会误判调度不可行；必要性测试检查必要条件，可用于判断调度不存在，但也可能出现通过测试但调度仍不可行的情况。

2. 单处理器系统调度算法

2.1 独立作业调度

2.1.1 最早截止日期优先（EDD）算法

当所有作业同时到达时，为了最小化延迟，可使用EDD算法。该算法基于Jackson规则，即按截止日期非递减顺序执行作业能最小化最大延迟。EDD算法可实现为静态调度算法，需按截止日期对作业排序，复杂度为O (n log(n))。

以下是EDD算法的证明思路：
假设有一个非EDD调度S，存在作业Ja和Jb，Ja的截止日期早于Jb，但Jb先执行。通过交换Ja和Jb的执行顺序得到调度S′，可以证明S′的最大延迟小于S的最大延迟。因此，任何非EDD调度都可通过有限次交换转换为EDD调度，且最大延迟只会减小，所以EDD算法是最优的。

2.1.2 最早绝对截止日期优先（EDF）算法

当作业释放时间不同时，预emption可降低最大延迟。EDF算法在任何时刻执行所有就绪作业中绝对截止日期最早的作业，