Análisis de sistemas de tiempo real duro con constricciones de precedencia

Ricardo Luis Cayssials.

1999.

XI, 135 h. : ilustraciones ; 30 cm.

"Tesis presentada para el Doctorado en Ingeniería".

Tesis(doctoral)--Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica, 1999.

Disponible también en formato digital.

Resumen: Introducción: En el mundo actual estamos en continuo contacto con sistemas que necesitan procesar datos a intervalos regulares de tiempo para su correcto funcionamiento. Por ejemplo, un avión usa una secuencia de pulsos de un acelerómetro para determinar su posición. Además otros sistemas requieren una "rápida" respuesta a eventos que ocurren a intervalos no regulares, como puede ser la respuesta a una falla de sobretemperatura en un reactor atómico. Estos sistemas deben responder en forma correcta, segura y confiable antes de un determinado tiempo. En sistemas de tiempo real duro la respuesta, aunque sea correcta desde el punto de vista lógico aritmético, puede producir resultados imprevisibles si se produce tardíamente. Las consecuencias por no cumplir con las restricciones temporales, generalmente son ilustradas en los trabajos de investigación o en la bibliografía de tiempo real duro como causante de pérdidas de vidas humanas, destrucción total de aviones, reactores nucleares o catástrofes de gravedad similar. Sin embargo, existen sistemas en que la respuesta tardía produce sólo un malfuncionamiento pero no causa ninguna secuela de las magnitudes antes mencionadas. Para el diseñador de estos últimos sistemas, las características de tiempo real duro cobran la misma importancia que en los ejemplos caóticos tradicionales, si se desea obtener un sistema que funcione correctamente. Una parte esencial en los sistemas de tiempo real es la que cumple la función de diagramar las diferentes tareas que lo integran. El principal problema es que las distintas funciones que debe cumplir el sistema son llevadas a cabo por sendas tareas que el diseñador programa ad hoc y deben ejecutarse generalmente en un número menor de procesadores. Para que todas las tareas puedan desarrollar sus funciones, se le otorga el procesador a caa una de ellas durante un intervalo predeterminado de tiempo, siendo la función del diagramador administrar su uso estableciendo la tarea que lo utilizará en cada uno de los intervalos. Una mala administración del procesador puede causar la respuesta tardía de una o varias tareas, provocando un mal funcionamiento de todo el sistema. Generalmente el diagramador es implementado por una tarea del Sistema Operativo cuya función es ejecutar una disciplina de prioridades para determinar, del conjunto de tareas que estén requiriendo ser ejecutadas en el procesador, la tarea a la que efectivamente se le adjudicará por un intervalo de tiempo predefinido. Según sea la disciplina de prioridades o la determinación del intervalo que cada tarea tendrá a su disposición al procesador, pueden establecerse diferentes tipos de diagramadores de mayor o menor eficacia, confiabilidad o simplicidad. Si el sistema consta de varios procesadores en donde pueden ejecutarse las diferentes tareas, entonces existen dos alternativas para la implementación del diagramador: la primera es un único diagramador que controla la ejecución de todas las tareas en todos los procesadores, mientras que la segunda es un diagramador por procesador que administra un subconjunto de tareas que fueron asignadas a dicho procesador en la etapa de diseño. En la primera alternativa se define que el diagramador es global, opuestamente a la segunda en donde se dice que el diagramador es local. Las características propias de cada uno de estos tipos de diagramadores los hacen aptos para ciertas aplicaciones e ineficientes o inseguros en otras. Por organización, confiabilidad o necesidad, el diseñador puede optar por implementar cada función del sistema por un conjunto de tareas cooperativas entre ellas. De esta manera, dicho conjunto de tareas cooperativas que persiguen un objetivo en común, define el concepto de trabajo. Una tarea perteneciente a un trabajo puede necesitar, para cumplir su función, la ejecución previa de otra tarea que pertenece al mismo trabajo. Esta restricción que imposibilita la ejecución de una tarea sin la ejecución previa de otra, determina relaciones de precedencia entre ellas. Las relaciones de precedencia insertan particularidades tan significativas, tanto en sistemas monoprocesador o multiprocesador, que pueden determinar la factibilidad, o no, de todo el sistema en tiempo real duro. Todos los factores antes mencionados (disciplina de prioridades, cantidad de procesadores, elección del diagramador local o global, precedencias entre las tareas) brindan un espectro muy amplio para la implementación de sistemas con diferentes características en su confiabilidad, eficiencia, seguridad o flexibilidad para adaptarse a futuras modificaciones. Esta tesis, tratará en sus resultados inéditos principalmente, el estudio de la disciplina de Prioridades Fijas en diagramadores locales (cuando se trate de sistemas multiprocesador) con tareas con relaciones de precedencia. La elección de cada una de estas características se explicará con mayor detalle cuando su influencia en la investigación lo justifique.//CALIFICACION DEPARTAMENTO DE GRADUADOS Calificación de la defensa oral: Sobresaliente - 10(diez) Fecha: 28/4/99

Incluye referencias bibliográficas.