1 Systemy Czasu RzeczywistegoZastosowania Informatyki Wykład 10 Systemy Czasu Rzeczywistego Copyright, 2003 © Adam Czajka

2 Copyright, 2003 © Adam CzajkaSpis treści Systemy Czasu Rzeczywistego Metoda HRT-HOOD Tworzenie systemów w języku C Szeregowanie zadań Copyright, 2003 © Adam Czajka

3 Copyright, 2003 © Adam CzajkaWstęp Systemy czasu rzeczywistego: Systemy wbudowane Systemy sterujące procesami przemysłowymi Systemy sterujące Copyright, 2003 © Adam Czajka

4 Copyright, 2003 © Adam CzajkaWstęp Systemy czasu rzeczywistego: Zdarzenie Odpowiedź SCR 50 ms Systemy Sterowane zdarzeniami Copyright, 2003 © Adam Czajka

5 Copyright, 2003 © Adam CzajkaWstęp Systemy czasu rzeczywistego: Zdarzenie Odpowiedź SCR 500 ms Systemy Sterowane zdarzeniami Copyright, 2003 © Adam Czajka

6 Copyright, 2003 © Adam CzajkaWstęp Systemy czasu rzeczywistego: Zdarzenie Odpowiedź SCR Błąd !!! 500 ms Systemy Sterowane zdarzeniami Copyright, 2003 © Adam Czajka

7 Copyright, 2003 © Adam CzajkaWstęp Systemy czasu rzeczywistego: Systemy Silnie i Słabo-uwarunkowane czasowe Copyright, 2003 © Adam Czajka

8 Copyright, 2003 © Adam CzajkaWstęp Specyfikacja wymagań Projektowanie Kodowanie Szeregowanie zadań Uruchamianie Copyright, 2003 © Adam Czajka

9 Copyright, 2003 © Adam CzajkaMetoda HRT-HOOD HOOD= Hierarchical Object-Oriented Design HRT-HOOD= Hard Real-Time HOOD Europejska Agencja ds. Przestrzeni Lata A. Burns, A. Wellings, University of York Konkurencja: Real-Time UML Copyright, 2003 © Adam Czajka

10 Copyright, 2003 © Adam CzajkaMetoda HRT-HOOD Typy obiektów Przepływ danych Atrybuty obiektów Dekompozycja Klasy Systemy rozproszone Copyright, 2003 © Adam Czajka

11 Copyright, 2003 © Adam CzajkaTypy obiektów Rodzaj obiektu Nazwa Aktywne (A) Pasywne (Pa) Cykliczne (C) Sporadyczne (S) Chronione (Pr) Operacje Copyright, 2003 © Adam Czajka

12 Obiekty pasywne == Zbiór operacjiTypy obiektów Obiekty pasywne Obiekty pasywne == Zbiór operacji Copyright, 2003 © Adam Czajka

13 Obiekty aktywne – typy operacji Funkcjonalne ograniczenia aktywacjiTypy obiektów Obiekty aktywne – typy operacji Asynchroniczne (ASER) Słabo zsynchronizowane (LSER) Silnie zsynchronizowane (HSER) Funkcjonalne ograniczenia aktywacji Copyright, 2003 © Adam Czajka

14 Obiekty aktywne – ograniczenia czasoweTypy obiektów Obiekty aktywne – ograniczenia czasowe Ograniczenia czasowe są związane z następującymi operacjami : HSER  TOER_HSER LSER  TOER_LSER (Timed Operation Execution Request) Copyright, 2003 © Adam Czajka

15 Obiekty aktywne – ograniczenia czasoweTypy obiektów Obiekty aktywne – ograniczenia czasowe Copyright, 2003 © Adam Czajka

16 Objekt jest aktywowany cyklicznieTypy obiektów Obiekty cykliczne Objekt jest aktywowany cyklicznie Copyright, 2003 © Adam Czajka

17 Obiekty cykliczne – pomiar temperaturyTypy obiektów Obiekty cykliczne – pomiar temperatury 1 min. 1 min. czas okres Copyright, 2003 © Adam Czajka

18 Operacja Start może być aktywowana przez przerwanieTypy obiektów Obiekty sporadyczne Operacja Start może być aktywowana przez przerwanie Copyright, 2003 © Adam Czajka

19 Obiekty sporadyczne – odczyt klawiaturyTypy obiektów Obiekty sporadyczne – odczyt klawiatury 1 min. 0,5 min. czas max. częstotliwość Copyright, 2003 © Adam Czajka

20 Typy obiektów Asynchroniczne (PAER) - inObiekty chronione – typy operacji Asynchroniczne (PAER) - in Synchroniczne (PSER) – in/outs Tylko operacje PSER mogą posiadać funkcjonalne ograniczenia aktywacji Copyright, 2003 © Adam Czajka

21 W danej chwili obiekt chroniony wykonuje tylko jedną operacjęTypy obiektów Obiekty chronione W danej chwili obiekt chroniony wykonuje tylko jedną operację ? ? ? napraw element uporządkuj narzędzia Copyright, 2003 © Adam Czajka

22 W danej chwili obiekt chroniony wykonuje tylko jedną operacjęTypy obiektów Obiekty chronione W danej chwili obiekt chroniony wykonuje tylko jedną operację napraw element uporządkuj narzędzia Copyright, 2003 © Adam Czajka

23 W danej chwili obiekt chroniony wykonuje tylko jedną operacjęTypy obiektów Obiekty chronione W danej chwili obiekt chroniony wykonuje tylko jedną operację napraw element uporządkuj narzędzia Copyright, 2003 © Adam Czajka

24 Copyright, 2003 © Adam CzajkaPrzepływ danych Problem producenta i konsumenta 20 min. 2 dni Copyright, 2003 © Adam Czajka

25 Copyright, 2003 © Adam CzajkaPrzepływ danych Copyright, 2003 © Adam Czajka

26 Zasady wywołań operacji obiektówPrzepływ danych Zasady wywołań operacji obiektów Aktywny (A)  każdy inny obiekt Cykliczny (C), Sporadyczny (S)  Każdy inny obiekt za wyjątkiem aktywnego Chroniony (Pr)  Tylko chronione i pasywne Pasywny (Pa)  tylko pasywne Copyright, 2003 © Adam Czajka

27 Zasady wywołań funkcjiPrzepływ danych Zasady wywołań funkcji Zasada ogólna : Jeżeli A i B są obiektami pasywnymi (lub chronionymi) a obiekt A wywołuje pewną operację obiektu B, to obiekt B nie może wywołać żadnej operacji obiektu A. Copyright, 2003 © Adam Czajka

28 Copyright, 2003 © Adam CzajkaWyjątki Copyright, 2003 © Adam Czajka

29 Copyright, 2003 © Adam CzajkaAtrybuty obiektów DEADLINE THREAD BUDGET THREAD WCET OFFSET PRIORITY IMPORTANCE INTEGRITY PERIOD (tylko obiekty cykliczne) Minimum Arrival Time (tylko obiekty sporadyczne) Copyright, 2003 © Adam Czajka

30 Atrybuty obiektów chronionych :Atrybuty operacji : OPERATION BUDGET OPERATION WCET (WCET = BUDGET + ERROR_HANDLING) Atrybuty obiektów chronionych : Cel : Sprawdzić szeregowalność systemu. CEILING PRIORITY INTEGRITY Copyright, 2003 © Adam Czajka

31 Copyright, 2003 © Adam CzajkaDekompozycja Obiektów Operacji Bardziej uszczegó- łowione obiekty dekompozycja Cały system (1 obiekt aktywny) System zdekomponowany (bez obiektów aktywnych) Copyright, 2003 © Adam Czajka

32 Copyright, 2003 © Adam CzajkaDekompozycja Zasady dekompozycji : Active  jakikolwiek inny obiekt Passive  tylko obiekty pasywne Protected  obiekty pasywne + 1 chroniony Sporadic  Pasywne, Chronione, + co najmniej 1 Sporadyczny Cyclic  Pasywne, Chronione + co najmniej 1 Cykliczny Copyright, 2003 © Adam Czajka

33 Cykliczne, SporadyczneDekompozycja Zasady dekompozycji : Aktywne Cykliczne, Sporadyczne Chronione Pasywne Copyright, 2003 © Adam Czajka

34 Cykliczne, Sporadyczne System zdekomponowanyDekompozycja Zasady dekompozycji : Aktywne Cykliczne, Sporadyczne System zdekomponowany Chronione Pasywne Copyright, 2003 © Adam Czajka

35 Zasady dekompozycji (przykłady dekompozycji operacji) :Dekompozycja Zasady dekompozycji (przykłady dekompozycji operacji) : ASER  ASER ASER  PAER LSER  PSER PSER  PSER Dekompozycja jest poprawna tylko, jeśli nie narusza własności obiektu rodzica. Copyright, 2003 © Adam Czajka

36 Copyright, 2003 © Adam CzajkaDekompozycja Przykład Copyright, 2003 © Adam Czajka

37 Copyright, 2003 © Adam CzajkaDekompozycja Copyright, 2003 © Adam Czajka

38 Copyright, 2003 © Adam CzajkaObiekty środowiska Copyright, 2003 © Adam Czajka

39 Copyright, 2003 © Adam CzajkaKlasy Copyright, 2003 © Adam Czajka

40 Copyright, 2003 © Adam CzajkaSystemy rozproszone Bufor : obiekt rzeczywisty „stub” klienta „stub” serwera Copyright, 2003 © Adam Czajka

41 Copyright, 2003 © Adam CzajkaZadanie Zaprojektować przy użyciu metody HRT-HOOD system „4 czytelników i pisarza” Copyright, 2003 © Adam Czajka