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Submitted on 23 Feb 2004
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Un mécanisme d’ordonnancement distribué de tâches
temps réel
Leila Baccouche
To cite this version:
Leila Baccouche. Un mécanisme d’ordonnancement distribué de tâches temps réel. Réseaux et télé-
communications [cs.NI]. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 1995. Français. �tel-
00004976�

THESE
présentée par
Leïla Baccouche
pour obtenir le grade de DOCTEUR
de l’INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE GRENOBLE
(Arrêté ministériel du 30 Mars 1992)
Spécialité Informatique
Un Mécanisme d’Ordonnancement Distribué de
Tâches Temps Réel
Date de soutenance : 22 Novembre 1995
Composition du jury :
Président : J. MOSSIERE
Rapporteurs : H. GUYENNET
Z. MAMMERI
Examinateur : T. MUNTEAN
M. SILLY
Thèse préparée au sein du Laboratoire de Génie Informatique

A MA MÈRE ET MON PÈRE POUR
TOUT LEUR AMOUR ET LEUR SOUTIEN.
JE LEUR DOIS BEAUCOUP.
A MON FRÈRE À QUI JE NE SOUHAITE PAS DE FAIRE UNE THÈSE.
A HICHEM...MERCI POUR TOUT.
ET À TOUS CEUX QUI M'ONT PERMIS D'ARRIVER À CE STADE......

Remerciements
Je tiens à remercier très sincèrement Monsieur Jacques MOSSIERE, Professeur à l'INPG pour
l'honneur qu'il me fait en étant président du jury de ma thèse. J'ai rencontré Mr MOSSIERE à Tunis
lors d'une conférence, il m'a fait découvrir l'ENSIMAG et il m'a convaincue de faire mon doctorat à
Grenoble.
Je voudrais temoigner de ma grande gratitude à Monsieur Zoubir MAMMERI, Maître de
conférences à l'ENSAM qui a accepté de lire ma thèse en des délais très courts. Les discussions que
nous avons eues ainsi que ses conseils très pertinents m'ont beaucoup aidée. Je remercie également
Monsieur Hervé GUYENNET, Professeur à l'université de Franche-comté, d'avoir accepté d'être
rapporteur de ma thèse. Je le remercie pour le temps qu'il m'a consacré et pour ses conseils.
Mes remerciements vont également à Madame Maryline SILLY, Maître de conférences à l'école
centrale de Nantes, pour l'intérêt qu'elle a témoigné à mon travail et pour l'honneur qu'elle me fait en
assistant à mon jury.
J'adresse également mes remerciements les plus sincères à Monsieur Traïan MUNTEAN,
Professeur à l'université de la méditérannée qui a été mon directeur de thèse.
Je voudrais aussi remercier tous les membres et ex-membres de l'équipe Systèmes massivement
parallèles pour leur aide et leur sympathie : Alba BALANIUK, Harold CASTRO, Robert DESPONS,
Ahmed ELLEUCH, Leon MUGWANEZA, Irina SMARANDACHE, EL-Ghazali TALBI et Philippe
WAILLE.
Une dernière pensée à tous ceux qui m'ont aidée aux derniers préparatifs. Je remercie
spécialement Martine PERNICE notre ancienne secrétaire et Fethi BOUNAAS.

Résumé Dans le cadre du contrôle de l'exécution d'applications temps réel, un
mécanisme d'ordonnancement de tâches basé sur le critère du temps est indispensable. Le
mécanisme se doit de garantir en priorité les tâches périodiques et de maximiser le nombre de
celles apériodiques.
Le mécanisme d'ordonnancement distribué que nous proposons, traite d'abord
l'allocation statique des tâches temps réel, car les tâches périodiques doivent être allouées et
ordonnancées avant l'exécution. Nous avons développé un algorithme d'allocation parallèle
basé sur l'approche des algorithmes génétiques. Il permet d'obtenir des allocations correctes
où le respect des contraintes temporelles qui portent sur les tâches est assuré, en effet
l'ordonnancement des tâches est pris en compte lors de la construction du placement.
Dans le cas de systèmes temps réel souples, le mécanisme d'ordonnancement distribué
met en œuvre deux algorithmes afin de gérer l'ordonnancement et l'allocation des tâches
durant l'exécution. Le premier est un algorithme d'ordonnancement local en-ligne, simple et
peu coûteux. Le second est un algorithme d'allocation dynamique, indépendant de la taille et
de la topologie du réseau. Il se distingue par une heuristique visant à donner davantage de
garantie aux tâches apériodiques par l'acceptation de celles-ci et par le transfert de tâches
moins urgentes. Une réservation de l'emplacement des tâches sur le processeur désigné pour
l'allocation permet de ne pas remettre en cause l'ordonnancement auparavant établi. La mise
en œuvre de ces algorithmes dans le noyau du système ParX, nous a permis de montrer qu'un
mécanisme d'ordonnancement distribué améliore les performances d'une application temps
réel.
Mots clés : systèmes temps réel, ordonnancement et allocation dynamique de tâches,
systèmes parallèles
Abstract In the context of the execution control of real-time applications, a scheduling
mechanism with time-driven priorities is necessary. The mechanism must offer a great
guarantee for the scheduling of periodic tasks and maximize the number of aperiodic ones.
We propose a distributed scheduling mechanism that first solves the static allocation of
real-time tasks. Indeed, periodic tasks must have their resources reserved and be allocated
statically. We developped a parallel genetic algorithm with builds correct allocations by
taking into consideration tasks scheduling in the allocation phase.
For more flexibles systems, our mechanism proposes two algorithms for the execution
control of real-time applications. The first is a local scheduling algorithm which is dynamic,
not expensive and easy to implement. The second is a dynamic allocation algorithm which is
independent of the size and the topology of the network. Its principal characteristic is a
heuristic that offers more guarantee for critical aperiodic tasks. It proceeds by accepting the
critical task and transfering other less critical tasks. A reservation of the task position on the
chosen algorithm allows to guaranty the scheduling of the transfered tasks. The mechanism
was implemented and integrated into ParX, kernel of the parallel operating system Paros. The
results show that a distributed scheduling mechanism improves the performances of a real-
time application.