智能優化作業系統定時器功能的方法及系統的製作方法

2023-10-22 13:46:02

智能優化作業系統定時器功能的方法及系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種智能優化作業系統定時器功能的方法及系統。根據本發明的方法，監測作業系統的定時器的定時周期到達時相應任務能否執行，若不能執行，則基於定時器的定時周期、步進值及定時周期的閾值範圍來延長定時周期後重啟定時器，若能執行，且基於該定時周期已連續多次相應任務均可執行，則縮短定時周期後重啟所述定時器；此外，還可記錄當相應任務能執行時對應的定時器的定時周期及定時周期在被確定時所採用的步進值，並統計多次的記錄來確定各時段定時周期及步進值有效的正態分布數據，基於該各時段定時周期及步進值有效的正態分布數據來調整定時周期及步進值，從而實現定時器定時周期的智能優化，極大程度上提升系統資源利用率。
【專利說明】智能優化作業系統定時器功能的方法及系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及作業系統領域，特別是涉及一種智能優化作業系統定時器功能的方法 及系統。

【背景技術】
[0002] 人類最早使用的定時工具是沙漏或水漏，但在鐘錶誕生發展成熟之後，人們開始 嘗試使用這種全新的計時工具來改進定時器，達到準確控制時間的目的。定時器確實是一 項了不起的發明，使相當多需要人控制時間的工作變得簡單了許多。人們甚至將定時器用 在了軍事方面，製成了定時炸彈、定時雷管等。而現在，更是不少家用電器，例如空調、微波 爐、電磁爐等等，都安裝了定時器來控制開關或工作時間。
[0003] 此外，基於軟體來實現定時控制的定時器，S卩，可編程控制器中的定時器是根據時 鍾脈衝累積計時的，時鐘脈衝有1ms、10ms、100ms等不同規格。該定時器的工作過程實際上 是對時鐘脈衝計數，其除了佔有自己編號的存儲器位外，還佔有一個設定值寄存器（字）， 一個當前值寄存器（字）。設定值寄存器（字）存儲編程時賦值的計時時間設定值。當前 值寄存器記錄計時當前值。這些寄存器為16位二進位存儲器，其最大值乘以定時器的計時 單位值即是定時器的最大計時範圍值。定時器滿足計時條件時，當前值寄存器則開始計數， 噹噹前值寄存器所計當前值與設定值相等時，定時器動作，即：常開觸點接通，常閉觸點斷 開，並通過程序作用於控制對象，達到時間控制的目的。
[0004]目前的作業系統中，常採用定時器來控制任務的執行，當定時周期到達時，則系統 執行指定任務。然而，由於定時器的定時周期通常是由開發人員根據經驗來設置或基於估 計值來設置，導致在很多情況下，定時周期到達並執行指定任務時，任務所需的資源，例如 數據、其它任務執行結果等卻未準備好，指定任務無法執行，此時，只能直接退出本次調度， 這就浪費了一次系統調度。系統中如果只有少量的定時器，這種浪費無足輕重，如果定時器 很多，而且定時周期比較短時，這種系統開銷就比較明顯了。另外，如果定時器的定時周期 設置比較長，則任務不能及時處理，也會導致任務效率低下。
[0005] 因此，需要對定時器的定時周期進行優化。


【發明內容】

[0006] 鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種智能優化作業系統定 時器功能的方法及系統，以便提高定時器執行效率及系統總體性能。
[0007] 為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種智能優化作業系統定時器功能 的方法，其至少包括：監測作業系統的定時器的定時周期到達時相應任務能否執行，若不能 執行，則基於所述定時器的定時周期、步進值及定時周期的閾值範圍來延長定時周期後重 啟所述定時器，若能執行，且基於該定時周期已連續多次相應任務均可執行，則基於所述定 時器的定時周期、步進值及定時周期的閾值範圍來縮短定時周期後重啟所述定時器。
[0008] 可選地，所述智能優化作業系統定時器功能的方法還包括：記錄相應任務能執行 時定時器的定時周期，並統計多次的記錄來確定各時段定時器定時周期有效的正態分布數 據，並予以存儲；進而可選地，所述智能優化作業系統定時器功能的方法還包括：基於各時 段定時器定時周期有效的正態分布數據來確定定時器定時周期初始值。
[0009] 可選地，所述智能優化作業系統定時器功能的方法還包括：記錄當相應任務能執 行時對應的定時器的定時周期在被確定時所採用的步進值，並統計多次的記錄來確定各時 段步進值有效的正態分布數據，並予以存儲；進而可選地，所述智能優化作業系統定時器功 能的方法還包括：基於定時周期改變時所採用的步進值、改變後的定時器定時周期到達時 相應任務能否執行的相關信息，來確定是否需要調整步進值，並當確定需要調整時，基於各 時段步進值有效的正態分布數據來調整步進值。
[0010] 本發明還提供一種智能優化作業系統定時器功能的優化系統，其至少包括：處理 模塊，用於監測作業系統的定時器的定時周期到達時相應任務能否執行，若不能執行，則基 於所述定時器的定時周期、步進值及定時周期的閾值範圍來延長定時周期後重啟所述定時 器，若能執行，且基於該定時周期已連續多次相應任務均可執行，則基於所述定時器的定時 周期、步進值及定時周期的閾值範圍來縮短定時周期後重啟所述定時器。
[0011] 可選地，所述優化系統還包括：第一統計模塊，用於記錄相應任務能執行時定時器 的定時周期，並統計多次的記錄來確定各時段定時器定時周期有效的正態分布數據，並予 以存儲；進而可選地，所述優化系統還包括：確定模塊，用於基於各時段定時器定時周期有 效的正態分布數據來確定定時器定時周期初始值。
[0012] 可選地，所述優化系統還包括：第二統計模塊，用於記錄當相應任務能執行時對應 的定時器的定時周期在被確定時所採用的步進值，並統計多次的記錄來確定各時段步進值 有效的正態分布數據，並予以存儲；進而可選地，所述優化系統還包括：調整模塊，用於基 於定時周期改變時所採用的步進值、改變後的定時器定時周期到達時相應任務能否執行的 相關信息，來確定是否需要調整步進值，並當確定需要調整時，基於各時段步進值有效的正 態分布數據來調整步進值。
[0013] 如上所述，本發明的智能優化作業系統定時器功能的方法及系統，具有以下有益 效果：能智能優化定時器的周期，有效提高定時器執行效率及系統總體性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1顯示為本發明的智能優化作業系統定時器功能的方法的流程圖。
[0015] 圖2顯示為本發明的智能優化作業系統定時器功能的優化系統示意圖。
[0016] 元件標號說明
[0017] 1優化系統
[0018] 11處理模塊
[0019] S1 步驟

【具體實施方式】
[0020] 以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書 所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實 施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離 本發明的精神下進行各種修飾或改變。
[0021] 請參閱圖1至圖2。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明 本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數 目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其 組件布局型態也可能更為複雜。
[0022] 如圖1所示，本發明提供一種智能優化作業系統定時器功能的方法。其中，根據本 發明的方法主要通過優化系統來完成，該優化系統包括但不限於安裝在計算機設備的操作 系統中且能夠實現本發明方案的應用模塊等。其中，該計算機設備包括任何需要安裝內置 有定時器功能的作業系統的設備，例如，個人計算機、網絡伺服器、智慧型手機、平板電腦、PDA 坐 寸。
[0023] 其中，本發明的方法至少包括步驟S1。
[0024] 在步驟S1中，所述優化系統監測作業系統的定時器的定時周期到達時相應任務 能否執行，若不能執行，則基於所述定時器的定時周期、步進值及定時周期的閾值範圍來延 長定時周期後重啟所述定時器，若能執行，且基於該定時周期已連續多次相應任務均可執 行，則基於所述定時器的定時周期、步進值及定時周期的閾值範圍來縮短定時周期後重啟 所述定時器。
[0025] 具體地，所述優化系統監測作業系統的定時器的定時周期tl到達時，定時器對應 的任務不能執行，則所述優化系統將該定時器的定時周期tl與一個步進值At相加後，再 判斷所獲得的結果（tl+At)是否在定時周期的閾值範圍（tmin，tmax)，若在，則將相加後的 結果（tl+At)作為更新用的定時周期，否則，若（tl+At) tmax，則將定時周期的閾值範圍的 相應端點tmax作為更新用的定時周期；若所述優化系統監測作業系統的定時器的定時周期 tl到達時，定時器對應的任務能執行，且基於該定時周期已連續多次對應的任務均可執行， 則所述優化系統將該定時器的定時周期tl與一個步進值At相減後，再判斷所獲得的結果 (tl-At)是否在定時周期的閾值範圍（tmin，tmax)，若在，則將相減後的結果（tl-At)作為 更新用的定時周期，否則，若（tl-At) tmax，則將定時周期的閾值範圍的相應端點tmax作為更 新用的定時周期；隨後，所述優化系統基於更新用的定時周期來更新該定時器的定時周期 後，並重啟該定時器。
[0026] 作為一種優選方式，前述閾值範圍、步進值及判斷是否可以縮短定時周期所限定 的次數可預先設定。
[0027] 作為另一種優選方式，閾值範圍及判斷是否可以縮短定時周期所限定的次數預先 設定，而步進值則可基於實際情況來調整，具體可包括步驟S2及S3。
[0028] 在步驟S2中，所述優化系統記錄當相應任務能執行時對應的定時器的定時周期 在被確定時所採用的步進值，並統計多次的記錄來確定各時段步進值有效的正態分布數 據，並予以存儲。
[0029] 例如，定時器T1的定時周期基於步進值為Atll計算得到，為tll，該定時器T1的 定時周期til到達時，相應的任務XII能執行，則所述優化系統確定該步進值λ til有效， 並記錄該步進值Δ--?及步進值△ til有效時的時間，再統計多次的記錄來確定各時段步 進值有效的正態分布數據。
[0030] 在步驟S3中，所述優化系統基於定時周期改變時所採用的步進值、改變後的定時 器定時周期到達時相應任務能否執行的相關信息，來確定是否需要調整步進值，並當確定 需要調整時，基於各時段步進值有效的正態分布數據來調整步進值。
[0031] 例如，所述優化系統基於步進值Atl2將定時器T2的定時周期更新為tl2+Atl2， 當定時器T2的定時周期（tl2+Atl2)到達時，相應任務X12仍不能執行，則所述優化系統 確定需要調整步進值，並將各時段步進值有效的正態分布數據中的相應時段對應的步進值 作為再次改變定時器T2的定時周期時的步進值。
[0032] 再例如，定時器T3的初始定時周期為tl3，當定時器T3的定時周期tl3到達時， 相應任務X13仍不能執行，則所述優化系統確定需要調整步進值，並將各時段步進值有效 的正態分布數據中的相應時段對應的步進值作為更新定時器T2的定時周期時的初始步進 值。
[0033] 作為另一種優選方式，閾值範圍及判斷是否可以縮短定時周期所限定的次數預先 設定，而步進值則可基於預定算法，例如二分法、三分法等來調整。
[0034] 例如，所述優化系統基於各時段步進值有效的正態分布數據中的相應時段對應 的步進值At21將定時器T21的定時周期延長為t21+At21，當定時器T21的定時周期 (t21+At21)到達時，相應任務X21不能執行，則所述優化系統確定需要調整步進值，並基 於二分法將當前的步進值At21的一半作為更新定時器T2的定時周期時的步進值。
[0035] 又例如，所述優化系統基於步進值At22將定時器T22的定時周期縮短為 t22-At22，當定時器T22的定時周期（t22_At22)到達時，相應任務X22不能執行，則所述 優化系統確定需要調整步進值，並將當前的步進值At22的三分之一作為更新定時器T22 的定時周期時的步進值。
[0036] 作為一種優選方案，本發明的方法還包括步驟S4及S5。
[0037] 在步驟S4中，所述優化系統記錄相應任務能執行時對應的定時器的定時周期，並 統計多次的記錄來確定各時段定時器定時周期有效的正態分布數據，並予以存儲。
[0038] 例如，定時器T4的定時周期為tl4，該定時器T4的定時周期tl4到達時，相應的任 務X14能執行,則所述優化系統確定該定時周期tl4有效,並記錄該定時周期tl4及定時周 期tl4有效時的時間，再統計多次的記錄來確定各時段定時器定時周期有效的正態分布數 據，並予以存儲。
[0039] 在步驟S5中，所述優化系統基於各時段定時器定時周期有效的正態分布數據來 確定定時器定時周期初始值。
[0040] 例如，在初始化作業系統Y1時，所述優化系統基於各時段定時器定時周期有效的 正態分布數據來確定該作業系統Y1的定時器T5的定時周期的初始值為tl5。
[0041] 如圖2所示，本發明提供一種智能優化作業系統定時器功能的優化系統。該優化 系統1至少包括：處理模塊11。
[0042] 所述處理模塊11監測作業系統的定時器的定時周期到達時相應任務能否執行， 若不能執行，則基於所述定時器的定時周期、步進值及定時周期的閾值範圍來延長定時周 期後重啟所述定時器，若能執行，且基於該定時周期已連續多次相應任務均可執行，則基於 所述定時器的定時周期、步進值及定時周期的閾值範圍來縮短定時周期後重啟所述定時 器。
[0043] 具體地，所述處理模塊11監測作業系統的定時器的定時周期tl到達時，定時器對 應的任務不能執行，則所述處理模塊11將該定時器的定時周期tl與一個步進值At相加 後，再判斷所獲得的結果（tl+At)是否在定時周期的閾值範圍（tmin，tmax)，若在，則將相加 後的結果（tl+At)作為更新用的定時周期，否則，若（tl+At) tmax，則將定時周期 的閾值範圍（tmin，tmax)的相應端點tmax作為更新用的定時周期；若所述處理模塊11監測操 作系統的定時器的定時周期tl到達時，定時器對應的任務能執行，且基於該定時周期已連 續多次對應的任務均可執行，則所述處理模塊11將該定時器的定時周期tl與一個步進值 At相減後，再判斷所獲得的結果（tl-At)是否在定時周期的閾值範圍（tmin，tmax)，若在， 則將相減後的結果（tl-At)作為更新用的定時周期，否則，若（tl-At) <tmin，則將定時周 期的閾值範圍（tmin，tmax)的相應端點tmin作為更新用的定時周期，若（tl-At)彡t max，則將 定時周期的閾值範圍（tmin，tmax)的相應端點tmax作為更新用的定時周期；隨後，所述處理模 塊11基於更新用的定時周期來更新該定時器的定時周期後，並重啟該定時器。
[0044] 作為一種優選方式，閾值範圍、步進值及判斷是否可以縮短定時周期所限定的次 數可預先設定。
[0045] 作為另一種優選方式，閾值範圍及判斷是否可以縮短定時周期所限定的次數預先 設定，而步進值則可基於實際情況來調整，具體地，所述優化系統1可包括：第二統計模塊 以及調整模塊。
[0046] 所述第二統計模塊記錄當相應任務能執行時對應的定時器的定時周期在被確定 時所採用的步進值，並統計多次的記錄來確定各時段步進值有效的正態分布數據，並予以 存儲。
[0047] 例如，定時器T1的定時周期基於步進值為Atll計算得到，為tll，該定時器T1的 定時周期til到達時，相應的任務XII能執行，則所述第二統計模塊確定該步進值Atll有 效，並記錄該步進值Δ til及步進值Δ til有效時的時間，再統計多次的記錄來確定各時段 步進值有效的正態分布數據。
[0048] 所述調整模塊基於定時周期改變時所採用的步進值、改變後的定時器定時周期到 達時相應任務能否執行的相關信息，來確定是否需要調整步進值，並當確定需要調整時，基 於各時段步進值有效的正態分布數據來調整步進值。
[0049] 例如，所述處理模塊11基於步進值Atl2將定時器T2的定時周期更新為 tl2+Atl2，當定時器T2的定時周期(tl2+Atl2)到達時，相應任務X12仍不能執行，則所 述調整模塊確定需要調整步進值，並將各時段步進值有效的正態分布數據中的相應時段對 應的步進值作為再次改變定時器T2的定時周期時的步進值。
[0050] 再例如，定時器T3的初始定時周期為tl3，當定時器T3的定時周期tl3到達時， 相應任務X13仍不能執行，則所述調整模塊確定需要調整步進值，並將各時段步進值有效 的正態分布數據中的相應時段對應的步進值作為更新定時器T2的定時周期時的初始步進 值。
[0051] 作為另一種優選方式，閾值範圍及判斷是否可以縮短定時周期所限定的次數預先 設定，而步進值則可基於預定算法，例如二分法、三分法等來調整。
[0052] 例如，所述處理模塊11基於各時段步進值有效的正態分布數據中的相應時段對 應的步進值At21將定時器T21的定時周期延長為t21+At21，當定時器T21的定時周期 (t21+At21)到達時，相應任務X21不能執行，則所述處理模塊11確定需要調整步進值，並 基於二分法將當前的步進值At21的一半作為更新定時器T2的定時周期時的步進值。
[0053] 又例如，所述優化系統基於步進值At22將定時器T22的定時周期縮短為 t22-At22，當定時器T22的定時周期（t22_At22)到達時，相應任務X22不能執行，則所述 處理模塊11確定需要調整步進值，並將當前的步進值Λ t22的三分之一作為更新定時器 T22的定時周期時的步進值。
[0054] 作為一種優選方案，所述優化系統1還包括第一統計模塊以及確定模塊。
[0055] 所述第一統計模塊記錄相應任務能執行時對應的定時器的定時周期，並統計多次 的記錄來確定各時段定時器定時周期有效的正態分布數據，並予以存儲。
[0056] 例如，定時器T4的定時周期為tl4，該定時器T4的定時周期tl4到達時，相應的任 務X14能執行,則所述第一統計模塊確定該定時周期tl4有效,並記錄該定時周期tl4及定 時周期tl4有效時的時間，再統計多次的記錄來確定各時段定時器定時周期有效的正態分 布數據，並予以存儲。
[0057] 所述確定模塊基於各時段定時器定時周期有效的正態分布數據來確定定時器定 時周期初始值。
[0058] 例如，在初始化作業系統Y1時，所述確定模塊基於各時段定時器定時周期有效的 正態分布數據來確定該作業系統Y1的定時器T5的定時周期的初始值為tl5。
[0059] 綜上所述，本發明的智能優化作業系統定時器功能的方法及系統為每個定時器提 供設置閾值範圍即，定時上限及下限功能，在定時器工作過程中，統計定時器有效工作的概 率分布，智能優化定時器的周期，將傳統由開發人員根據經驗估計來設置定時周期的模式 轉變為根據實際使用的有效概率分布來動態優化的模式，與現有的作業系統定時器相比， 本發明的智能優化的定時器具有自動均衡系統負荷的功能，可以極大地提高系統性能，節 省硬體資源；而且，通過統計學習，可以算出更有效的定時周期的步進值，提高系統的吞吐 量。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
[0060] 上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟 悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因 此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完 成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1. 一種智能優化作業系統定時器功能的方法，其特徵在於，所述智能優化作業系統定 時器功能的方法至少包括： 監測作業系統的定時器的定時周期到達時相應任務能否執行，若不能執行，則基於所 述定時器的定時周期、步進值及定時周期的閾值範圍來延長定時周期後重啟所述定時器， 若能執行，且基於該定時周期已連續多次相應任務均可執行，則基於所述定時器的定時周 期、步進值及定時周期的閾值範圍來縮短定時周期後重啟所述定時器。
2.根據權利要求1所述的智能優化作業系統定時器功能的方法，其特徵在於還包括： 記錄相應任務能執行時定時器的定時周期，並統計多次的記錄來確定各時段定時器定時周 期有效的正態分布數據，並予以存儲。
3.根據權利要求2所述的智能優化作業系統定時器功能的方法，其特徵在於還包括： 基於各時段定時器定時周期有效的正態分布數據來確定定時器定時周期初始值。
4.根據權利要求1所述的智能優化作業系統定時器功能的方法，其特徵在於還包括： 記錄當相應任務能執行時對應的定時器的定時周期在被確定時所採用的步進值，並統計多 次的記錄來確定各時段步進值有效的正態分布數據，並予以存儲。
5.根據權利要求4所述的智能優化作業系統定時器功能的方法，其特徵在於：基於定 時周期改變時所採用的步進值、改變後的定時器定時周期到達時相應任務能否執行的相關 信息，來確定是否需要調整步進值，並當確定需要調整時，基於各時段步進值有效的正態分 布數據來調整步進值。
6. 一種智能優化作業系統定時器功能的優化系統，其特徵在於，所述智能優化操作系 統定時器功能的優化系統至少包括： 處理模塊，用於監測作業系統的定時器的定時周期到達時相應任務能否執行，若不能 執行，則基於所述定時器的定時周期、步進值及定時周期的閾值範圍來延長定時周期後重 啟所述定時器，若能執行，且基於該定時周期已連續多次相應任務均可執行，則基於所述定 時器的定時周期、步進值及定時周期的閾值範圍來縮短定時周期後重啟所述定時器。
7.根據權利要求6所述的智能優化作業系統定時器功能的優化系統，其特徵在於還包 括：第一統計模塊，用於記錄相應任務能執行時定時器的定時周期，並統計多次的記錄來確 定各時段定時器定時周期有效的正態分布數據，並予以存儲。
8.根據權利要求7所述的智能優化作業系統定時器功能的優化系統，其特徵在於還包 括：確定模塊，用於基於各時段定時器定時周期有效的正態分布數據來確定定時器定時周 期初始值。
9.根據權利要求6所述的智能優化作業系統定時器功能的優化系統，其特徵在於還包 括：第二統計模塊，用於記錄當相應任務能執行時對應的定時器的定時周期在被確定時所 採用的步進值，並統計多次的記錄來確定各時段步進值有效的正態分布數據，並予以存儲。
10.根據權利要求9所述的智能優化作業系統定時器功能的優化系統，其特徵在於：調 整模塊，用於基於定時周期改變時所採用的步進值、改變後的定時器定時周期到達時相應 任務能否執行的相關信息，來確定是否需要調整步進值，並當確定需要調整時，基於各時段 步進值有效的正態分布數據來調整步進值。
【文檔編號】G06F11/34GK104142829SQ201410379857
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年8月4日 優先權日:2014年8月4日
【發明者】張富平, 魏建明, 章煒 申請人:中國科學院上海高等研究院