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レートモノトニックスケジューリング(RMS)

1973
  • C. L. Liu
  • James Layland
Computer workstation in a control room analyzing Rate-Monotonic Scheduling for real-time systems.

(画像はイメージです)

レートモノトニックスケジューリング(RMS)は、リアルタイムシステムにおける周期的なタスクのための静的優先度スケジューリングアルゴリズムです。タスクの頻度に基づいて優先度を割り当てます。タスクの周期が短いほど(レートが高いほど)、優先度が高くなります。RMSは最適な静的優先度アルゴリズムであり、静的優先度アルゴリズムでタスクセットをスケジューリングできる場合、RMSでもスケジューリングできます。スケジューリング可能性は、利用率に基づくテストで確認できます。

レートモノトニックスケジューリング(RMS)は、リアルタイムシステム理論の礎石であり、1973年にLiuとLaylandによって発表された画期的な論文で初めて提唱されました。これは、単一のプロセッサ上で、独立したプリエンプティブな周期タスク群をスケジューリングするための、シンプルでありながら強力な手法です。その基本原理は、各タスクの周期に反比例する固定優先度をタスクに割り当てることです。例えば、10ミリ秒ごとに実行する必要のあるタスクは、100ミリ秒ごとに実行されるタスクよりも高い優先度を持つことになります。

The significance of RMS lies in its optimality and the existence of a simple schedulability test. It is proven to be an optimal static-priority scheduling policy. This means that if a set of tasks can be scheduled by any static-priority algorithm, it can also be scheduled by RMS. The schedulability of a task set under RMS can be determined using a utilization bound test. For a set of ‘n’ tasks, the total processor utilization ‘U’ is the sum of the execution time [latex]C_i[/latex] divided by the period [latex]T_i[/latex] for each task ‘i’: [latex]U = \sum_{i=1}^{n} \frac{C_i}{T_i}[/latex]. Liu and Layland proved that if this total utilization is less than or equal to a specific bound, [latex]U \le n(2^{1/n}-1)[/latex], then the task set is guaranteed to be schedulable (i.e., no deadlines will be missed). As ‘n’ approaches infinity, this bound converges to [latex]\ln(2) \approx 0.693[/latex]. This provides a sufficient, but not necessary, condition for schedulability. A more precise but complex test, called exact analysis or response time analysis, can also be used.

UNESCO Nomenclature: 1203
コンピュータサイエンス

タイプ

ソフトウェア/アルゴリズム

混乱

増分

使用法

広く普及している

前駆物質

  • 待ち行列理論
  • オペレーションズリサーチ
  • コンピュータスケジューリングアルゴリズムに関する初期の研究
  • タイムシェアリングオペレーティングシステムの開発

アプリケーション

  • 衛星制御システム
  • 自動車制御アプリケーション
  • avionics and flight control systems
  • 産業オートメーションとロボット工学
  • real-time signal processing

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

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歴史的背景

レートモノトニックスケジューリング(RMS)

1970
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1970
1973
1980
1980
1980
1970
1970
1970
1970-01-01
1975-06-01
1980
1980
1980

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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