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다중처리기 상의 실시간 스케줄링 알고리즘의 우월 관계 및 성능

Dominance and Performance of Real-time Scheduling Algorithms on Multiprocessors

정보과학회논문지. Journal of KIISE. 시스템 및 이론, v.32 no.7, 2005년, pp.368 - 376  

박민규 (서울대학교 컴퓨터공학과) ,  한상철 (서울대학교 전기 컴퓨터공학부) ,  김희헌 (서울대학교 전기 컴퓨터공학부) ,  조성제 (단국대학교 정보컴퓨터학부) ,  조유근 (서울대학교 전기 컴퓨터공학부)

초록
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하드웨어 기술이 발전하고 실시간 시스템들의 작업 부하가 커지면서 다중처리기를 실시간 시스템에 사용하는 것이 요구되고 있지만, 단일처리기와는 달리 다중처리기 실시간 스케줄링 문제는 대부분 효율적인 해결 방안이 알려져 있지 않다. 따라서 단일처리기 스케줄링 알고리즘을 다중처리기에 그대로 적용하는 연구와 단일처리기 스케줄링 알고리즘을 변형한 다중처리기 스케줄링 알고리즘에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 대표적인 알고리즘으로는 EDF(Earliest Deadline First), LLF(Least Laxity First), EDF-US[m/(2m-1)], EDZL(Earliest Deadline Zero Laxity) 알고리즘 등이 있으며, 이들 간의 비교 연구가 필요하다. 본 논문에서는 스케줄 가능성 측면에서 이 알고리즘들 사이의 우월(dominance) 관계를 밝혔다. EDF, LLF, EDF-US[m/(2m-1)] 간에는 우월 관계가 없으나, EDZL은 EDF보다 우월함을 증명하였다. 또한 모의실험을 통하여 EDZL은 선점을 적게 유발하고 처리기 이용률이 높음을 보였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Multiprocessor architecture becomes increasingly common on real-time systems as computer hardware technology rapidly progresses and the workload of real-time systems increases. However, efficient solutions for many real-time multiprocessor scheduling problems are not known. Hence many researchers ap...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문은 주기 태스크 집합에 대해서, EDF와 LLF, EDF-US[m/(2m-l)], EDZL 알고리즘 간의 우월(domi­ nance) 관계를 밝혔다. LLF와 EDF-US[m/(2m-l)] 알고리즘은 EDF 알고리즘보다 우월하지 않지만 EDZL 알고리즘은 EDF 알고리즘보다 우월하다.
  • 본 실험에서는 무작위로 생성한 태스크 집합에 대하여 성능을 평가하였다. 태스크 집합은 5개의 군(群)으로 나누어 생성하였으며, 각 군은 이용률이 3, u+U인 1600개의 태스크 집합으로 구성하였다#.
  • 본 실험의 목적은 주기와 태스크의 수를 제한했을 때 주어진 범위에서 최악의 경우를 포함한 모든 경우에 대해 성능을 비교하는 것이다. 일반적으로 무작위로 생성한 태스크 집합을 대상으로 하는 실험은 최악의 경우가 포함되지 않을 수 있으며, 또한 다중처리기 상에서는 최악의 경우를 알기 어렵다.

가설 설정

  • 또한, 각 작업은 독립적이라고 가정한다. 즉, 각 작업은 같은 태스크에 속하거나 다른 태스크에 속한 작업과 데이타 의존성(data dependency), 선행제약(prece­ dence constraints) 둥을 가지지 않는다.
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참고문헌 (10)

  1. C. L. Liu and J. W. Layland, 'Scheduling Algorithm for Multiprogramming in Hard Real Time Environment,' Journal of ACM, Vol. 20, pp. 46-61, Jan., 1973 

  2. Liu, J. W., Real-Time Systems, p.70, Prentice Hall,2000 

  3. Dertouzos, M. L. and Mok, A. K., 'Multiprocessor On-line Scheduling of Hard Real-Time Tasks,' IEEE Trans. on Software Eng., Vol.15, No.12, pp. 1497-1506, 1989 

  4. Dhall, S. K. and Liu, C. L., 'On a Real-Time Scheduling Problem,' Operations Research. Vol.26, No.1, pp. 127-140, 1978 

  5. Leung, J.. 'A New Algorithm for Scheduling Periodic Real-Time Tasks,' Algorithmica, Vol.4, pp. 209-219, 1989 

  6. Carpenter, J., Funk, S., Holman, P., Srinivasan, A., Anderson, J., and Baruah, S., 'A Categorization of Real-time Multiprocessor Scheduling Problems and Algorithms,' In Handbook of Scheduling: Algorithms, Models, and Performance Analysis, Joseph Y-T Leung (ed). Chapman Hall/ CRC Press. 2004 

  7. Srinivasan, A and Baruah, S., 'Deadline-based seheduling of Periodic Task Systems on Multiprocessors,' Information Processing Letters, Vol.84, No.2, pp. 93-98, 2002 

  8. Cho, S., Lee, S., Ahn, S., and Lin, K., 'Efficient Real-Time Scheduling Algorithms for Multiprocessor Systems,' IEICE Trans. Commun., Vol. E85-B, No.12, pp, 2859-2867, 2002 

  9. Mok, A., 'Task Management Techniques for Enforcing ED Scheduling on a Periodic Task Set,' Proceedings of the 5th IEEE Workshop on Real-Time Software and Operating Systems, Washington, DC, pp. 42-46. May 1988 

  10. Kalyanasundaram, B., Pruhs, K. P., and Torng, E., 'Errata: A New Algorithm for Scheduling Periodic, Real-Time Tasks,' Algorithmica, Vo1.28, pp. 269-270, 2000 

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