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Programación monotónica de velocidad (RMS)

1973
  • C. L. Liu
  • James Layland
Puesto informático en una sala de control que analiza la programación monótona de sistemas en tiempo real.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

La planificación de tasa monótona (RMS) es un algoritmo de planificación de prioridad estática para tareas periódicas en un sistema en tiempo real. Asigna prioridades en función de la frecuencia de las tareas: cuanto menor sea el período de una tarea (mayor su tasa), mayor será su prioridad. RMS es un algoritmo de prioridad estática óptimo, lo que significa que si cualquier algoritmo de prioridad estática puede planificar un conjunto de tareas, RMS también puede. La capacidad de planificación se puede comprobar mediante una prueba basada en la utilización. Traveling salesman problem applications also include sequencing jobs, a combinatorial task related to real-time scheduling. Scheduling theory, like the linear programming developed by Dantzig, aims for the best use of limited resources.

La Programación Monotónica de Tasa (RMS) es una piedra angular de la teoría de sistemas en tiempo real, introducida en un artículo fundamental de 1973 por Liu y Layland. Proporciona un método simple pero potente para programar un conjunto de tareas independientes, preemptibles y periódicas en un solo procesador. El principio fundamental consiste en asignar una prioridad fija a cada tarea, inversamente proporcional a su período. Una tarea que necesita ejecutarse cada 10 ms tendrá mayor prioridad que una que se ejecuta cada 100 ms.

La importancia de RMS radica en su optimalidad y en la existencia de una prueba de planificabilidad simple. Se ha demostrado que es una política de planificación de prioridad estática óptima. Esto significa que si un conjunto de tareas puede ser planificado por cualquier algoritmo de prioridad estática, también puede ser planificado por RMS. La planificabilidad de un conjunto de tareas bajo RMS puede determinarse utilizando una prueba de límite de utilización. Para un conjunto de n tareas, la utilización total del procesador U es la suma del tiempo de ejecución C_i dividido por el período T_i para cada tarea i: U = ∑ᵢ=1ⁿ C_i / T_i. Liu y Layland demostraron que si esta utilización total es menor o igual a un límite específico, [latex]U le n(2^{1/n}-1)[/latex], entonces se garantiza que el conjunto de tareas es planificable (es decir, no se incumplirán los plazos). A medida que ‘n’ tiende a infinito, este límite converge a [latex]ln(2) approx 0.693[/latex]. Esto proporciona una condición suficiente, pero no necesaria, para la planificabilidad. También se puede utilizar una prueba más precisa pero compleja, denominada análisis exacto o análisis del tiempo de respuesta.

UNESCO Nomenclature: 1203
Ciencias de la computación

Tipo

Software/Algoritmo

Ruptura

Incremental

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • teoría de colas
  • investigación de operaciones
  • trabajos iniciales sobre algoritmos de programación informática
  • desarrollo de sistemas operativos de tiempo compartido

Aplicaciones

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Analizadores de programabilidad para sistemas de criticidad mixta
  • Algoritmos de programación energéticamente eficientes que adaptan los ritmos de las tareas
  • Programación particionada para sistemas multinúcleo en tiempo real
  • RMS adaptativo para tareas con tiempos de ejecución variables en aplicaciones de IA
  • Programación de paquetes de red en conmutadores de redes sensibles al tiempo (TSN)
  • Protocolos de reserva de recursos para la computación en la nube en tiempo real
  • Marcos de análisis composicional para sistemas distribuidos en tiempo real a gran escala
  • Análisis probabilístico de programabilidad para sistemas con tiempos de ejecución inciertos
  • Programación consciente de la seguridad para evitar ataques de canal lateral basados ​​en el tiempo
  • Programación conjunta de tareas en tiempo real y aplicaciones que no son en tiempo real en un solo procesador
Relacionado con: planificación de tasa monótona, RMS, sistemas en tiempo real, algoritmo de planificación, prioridad estática, tareas periódicas, análisis de planificabilidad, límite de utilización, Liu y Layland, planificación óptima.

Contexto histórico

Programación monotónica de velocidad (RMS)

1970
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1973
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1970-01-01
1975-06-01
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(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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