Scheduling unter Echtzeitbedingungen - Lock-Based und Lock-Free Verfahren

Studienarbeit aus dem Jahr 1998 im Fachbereich Informatik - Technische Informatik, Note: 1,7, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Sprache: Deutsch, Abstract: Das Scheduling von Prozessen und deren Jobs in Realzeitsystemen ist zu einem wichtigen Bereich der Forschung geworden. Die Frage dabei ist, wie können verschiedene Prozesse gemeinsam auf externe Ressourcen zugreifen, ohne dass das System seine Konsistenz verliert und trotzdem alle Aufgaben rechtzeitig erledigt werden? Zwei wesentliche Lösungsansätze die sich ergeben haben, sind 'Lock-Based' und 'Lock-Free' Verfahren. Bei ersteren wird seitens des Betriebssystems darauf geachtet, dass möglichst alle Jobs ihre Deadline erreichen, bei den anderen wird diese Aufgabe von den Prozessen

selbst erledigt.

Im folgenden werden kurz die Schwierigkeiten bei der Verwendung von 'Lock-Based' Verfahren dargestellt und es wird eine Lösung dieser Schwierigkeiten mittels des 'Priority Ceiling Protocol' (PCP) von Rajkumar et al. [2] angeboten. Dieses Protokoll wird später auch für den Vergleich mit den 'Lock-Free' Verfahren herangezogen.

Die 'Lock-Free' Verfahren, die zunächst recht unberechenbar scheinen und möglicherweise kaum als Konkurrenz zu den bisherigen Verfahren angesehen werden könnten, da sie ohne Kontrolle seitens des Betriebssystems auf gemeinsame Ressourcen zugreifen, sollen deshalb genauer analysiert werden. Dazu wird neben einigen Voraussetzungen gezeigt, dass das Verhalten dieser 'Lock-Free' Prozesse keinesfalls chaotisch und zeitlich begrenzt ist. Anschließend werden die Bedingungen verfeinert und auf verschiedene Schedulingalgorithmen angepasst. Dadurch wird ein formaler Vergleich zwischen 'Lock-Free' und 'Lock-Based' Verfahren möglich, der abschließend auch in einem experimentellen Vergleich bestätigt wird.