调度模型(Scheduling Model)
调度模型定义系统如何从多个任务中选择执行对象,是实时操作系统中决定执行顺序与响应延迟的核心机制。
调度模型定义
调度模型本质是一个系统状态选择函数: S(t) = f(中断,优先级,系统状态,资源可用性)
- 输入可枚举(Requirement for analyzable state space)
- 调度点有限(Bounded scheduling points)
- 状态更新顺序一致(Deterministic state transition order)
它在每次事件触发点重新计算系统下一执行状态,包括任务释放、中断退出、超时与 IPC 唤醒。
调度流程模型
调度控制闭环
1. 中断 / 事件触发
↓
2. 就绪队列更新
↓
3. 优先级评估
↓
4. 调度决策
↓
5. 上下文切换
↓
6. 任务执行
- 就绪更新:Event → Ready Set
- 优先级评估:Ready Set → Execution Decision
- 上下文切换:Decision → CPU State Transition
调度过程由就绪集、运行集、阻塞集与超时集构成。 核心是把外部事件快速转换为 CPU 所有权变化。
调度类型
抢占式调度
高优先级任务可打断低优先级任务。
时间片调度
同级任务轮转执行。
实时调度
保证截止时间可达。
事件驱动调度
中断/信号触发执行。
实际系统通常混合使用多种调度方式,不同负载区域对应不同策略。