Планирование задач в системах автоматизации и управления при нестандартных ограничениях реального времени

Планирование задач в системах автоматизации и управления при нестандартных ограничениях реального времени

Автор: Кавалеров, Максим Владимирович

Шифр специальности: 05.13.06

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2007

Место защиты: Пермь

Количество страниц: 143 с. ил.

Артикул: 3315856

Автор: Кавалеров, Максим Владимирович

Стоимость: 250 руб.

Планирование задач в системах автоматизации и управления при нестандартных ограничениях реального времени  Планирование задач в системах автоматизации и управления при нестандартных ограничениях реального времени 

Введение
1. Проблема планирования задач с нестандартными ограничениями реального времени
1.1. Общие сведения
1.1.1. Функционирование в реальном масштабе времени
1.1.2. Планирование задач реального времени
1.1.3. Основные концепции планирования.
1.1.3.1. Табличное планирование
1.1.3.2. Планирование с фиксированными приоритетами
1.1.3.3. Планирование с динамическими приоритетами.
1.2. Базовая модель
1.2.1. Общие положения.
1.2.2. Задачи жесткого реального времени.
1.2.3. Диспетчеризация.
1.2.4. Планирование
1.2.4.1. Общие положения.
1.2.4.2. Стандартное ограничение реального времени.
1.2.4.3. Планирование при наличии только стандартных
ограничений .
1.2.5. Эффективность планирования
1.3. Нестандартные ограничения реального времени в условиях планирования с фиксированными приоритетами.
1.3.1. Исходные, допустимые, нестандартные ограничения
реального времени
1.3.2. Примеры нестандартных ограничений.
1.3.2.1. Ограничение задачи контура управления.
1.3.2.2. Ограничение задачи отслеживания событий.
1.3.3. Краткий обзор исследований, связанных с нестандартными ограничениями
1.3.4. Базовый подход к планированию при наличии нестандартных ограничений
1.3.5. Повышение эффективности планирования за счет непосредственного применения нестандартных ограничений.
1.4. Выводы по главе 1.
2. Выделение класса нестандартных ограничений и реализация базового
подхода
2.1. Необходимость выделения класса нестандартных ограничений .
2.2. Значимые моменты времени запроса
2.3. Дополнительные примеры нестандартных ограничений.
2.3.1. Ограничение задачи контура управления.
2.3.2. Ограничение задачи отслеживания событий.
2.3.3. Ограничение задачи контура управления с усреднением интервала .
2.4. Базовые допущения
2.5. Класс линейных интервальных ограничений
2.5. . Определение линейного интервального ограничения.
2.5.2. Примеры линейных интервальных ограничений
2.5.3. Другие примеры линейных интервальных ограничений
2.5.4. Стандартное ограничение периодической задачи как линейное интервальное ограничение
2.6. Длительности компонентов запроса с учетом значимых моментов времени
2.7. Преобразование нестандартного ограничения из выделенного класса в допустимое стандартное ограничение
2.7.1. Общие положения
2.7.2. Алгоритм формирования условия допустимости.
2.7.3. Получение условий допустимости для различных примеров нестандартных ограничений
2.7.3.1. Условие допустимости в случае нестандартного
ограничения задачи контура управления
2.7.3.2. Условие допустимости в случае нестандартного
ограничения задачи отслеживания событий
2.7.3.3. Условие допустимости в случае нестандартного
ограничения задачи контура управления с усреднением интервала
2.7.4. Формирование допустимого стандартного ограничения на основе условия допустимости
2.8. Базовый подход к планированию при наличии нестандартных ограничений из выделенного класса
2.9. Выводы по главе
3. Разработка алгоритмов планирования при непосредственном
применении нестандартных ограничений из выделенного класса
3.1. Применение нестандартных ограничений в ходе анализа
выполнимости подход А.
3.2. Оценки параметров выполнения запросов
3.3. Вычисление оценок параметров выполнения запросов.
3.4. Алгоритм формирования условия выполнимости.
3.5. Получение условий выполнимости для примеров нестандартных
ограничений
3.5.1. Условие выполнимости в случае нестандартного ограничения задачи контура управления
3.5.2. Условие выполнимости в случае нестандартного ограничения задачи отслеживания событий
3.5.3. Условие выполнимости в случае нестандартного ограничения
задачи контура управления с усреднением интервала.
3.6. Получение условия выполнимости для стандартного ограничения
3.7. Алгоритм А
3.8. Применение нестандартных ограничений в ходе анализа выполнимости и при формировании периода подход АП
3.9. Формирование максимально допустимого периода для каждой задачи, имеющей нестандартное ограничение
3 Алгоритм АП.
3 Эффективность разработанных алгоритмов
3 Выводы по главе 3.
4. Применение разработанных алгоритмов планирования.
4.1. Оценка эффективности разработанных алгоритмов планирования на основе имитационного моделирования.
4.1.1. Цель и методика имитационного моделирования.
4.1.2. Результаты имитационного моделирования.
4.1.2.1. Эксперимент
4.1.2.2. Эксперимент
4.1.2.3. Эксперимент
4.1.2.4. Эксперимент
4.1.2.5. Общие выводы по результатам экспериментов
4.2. Применение разработанных алгоритмов при проектировании программного обеспечения системы автоматизации испытаний
4.2.1. Общие сведения.
4.2.2. Характеристика видов обеспечения системы.
4.2.3. Проектирование программного обеспечения.
4.2.3.1. Общие сведения.
4.2.3.2. Характеристики задач реального времени.
4.2.3.3. Применение разработанного алгоритма планирования.
4.3. Выводы по главе
Заключение.
Библиографический список.
Приложение А.
АЛ. Доказательство утверждения 3.
А.2. Доказательство утверждения 3.2.
А.З. Доказательство утверждения 3.3.
Приложение Б.
Б. 1. Эксперимент 5.
Б.2. Эксперимент
Б.З. Эксперимент
Б.4. Эксперимент
Б.5. Эксперимент
Б.6. Эксперимент
Приложение В. Акт об использовании результатов работы
Список используемых сокращений
А Условное обозначение алгоритма 3.6 АП Условное обозначение алгоритма 3.8 БПС Блок преобразования сигналов ВУ Вычислительное устройство ЖРВ Жесткое реальное время ЗКУ Задача контура управления
ЗКУУИ Задача контура управления с усреднением интервала
ЗОС Задача отслеживания событий
ММ Математическая модель
МРВ Мягкое реальное время
НО Нестандартное ограничение
ПО Программное обеспечение
ПФП Планирование с фиксированными приоритетами
РВ Реальное время
РРСВ Равномерно распределенная случайная величина
САИ АА Система автоматизации испытаний авиационных агрегатов
САиУ Система автоматизации и управления
СО Стандартное ограничение
СРВ Система реального времени
Список используемых обозначений
Для каждого обозначения указывается страница, где это обозначение оп
ределяется.
аР с. аРс.
яс. о с.
ага,р с агра,р с
тс. Х7 с. с.
с.
с с.
с.
С.7 с. Сх7 с. Сс. СхЧ с. Схс. ФА с.
Сар0 с
СаРс.
Сс. 7 с. 1 .i Г.7 с.
0 с.
с. I с.
М с.
1аР с.
с. с. с. Г7 с. ГГ.7 с.
с. хуГ с
гх7 с. 7 с. г с.
5,,7 с. 7 с. 5Х7с. 5ХУГс. 7 с. с. с.
Г с.
Т Го ТР
ч , г с. тах с. с. 1с.
4с. 4.
ТУрс. 5.
, с
Х,7 с. ХГ,7 с. Х7 с. у с. 7 с.
Список используемых ссылок
Для каждой ссылки указывается страница, где располагается объект ссылки
Алгоритм 1.1 с. Алгоритм 1.2 с. Алгоритм 1.3 с. Алгоритм 2.1 с. Алгоритм 2.2 с. Алгоритм 2.3 с. Алгоритм 3.1 с. Алгоритм 3.2 с. Алгоритм 3.3 с. Алгоритм3.4с. Алгоритм 3.5 с. Алгоритм 3.6 с. Алгоритм 3.7с. Алгоритм 3.8 с. 0 Алгоритм А с. Алгоритм АП с.
Формула 1.1с. Формула 1.2с. Формула 1.3с. Формула 1.4с. Формула 1.5 с. Формула 1.6 с. Формула 1.7с. Формула 1.8 с. Формула 1.9с. Формула1.с. Формула 1.с. Формула 2.1 с. Формула 2.2 с. Формула 2.3 с. Формула 2.4 с. Формула2.5с.
Формула2.6с. Формула 2.7 с. Формула 2.8с. Формула 2.9 с. Формула 2. с. Формула2.с. Формула 2. с. Формула2.с. Формула 2. с. Формула2.с. Формула2.с. Формула 2. с. Формула 2. с. Формула 2. с. Формула 2. с. Формула 2. с. Формула 2. с. Формула 2. с. Формула3.1с. Формула 3.2 с. Формула3.3с. Формула 3.4 с. Формула3.5с. Формула 3.6 с. Формула 3.7 с. Формула 3.8 с. Формула 3.9 с. Формула 3. с. Формула 3. с. Формула3.с. Формула 3. с. Формула 3. с. Формула 3. с.
Формула 3. с. Формула 3. с. Формула 3. с. Формула 3.с. Формула 3. с. Формула 4.1с.
Определение 1.1 с. Определение 1.2 с. Определение 1.3 с. Определение 2.1 с. Определение 3.1 с. Определение 3.2 с.
Утверждение 1.1 с. Утверждение 1.2 с. Утверждение 1.3 с. Утверждение 1.4 с. Утверждение 1.5 с. Утверждение 1.6 с. Утверждение 2.1 с. Утверждение 2.2 с. Утверждение 2.3 с. Утверждение 2.4 с. Утверждение 3.1 с. Утверждение 3.2 с. Утверждение 3.3 с. Утверждение 3.4 с. Утверждение 3.5 с. Утверждение 3.6 с. 1 Утверждение 3.7с.
Введение


Требования своевременности получения, обработки информации и формирования управляющий воздействий возникают изза физического реального взаимодействия системы управления и среды, в которой она функционирует. Другими словами, реальная природа взаимодействия системы управления и среды порождает требования реального масштаба времени, т. Например, если сборочному роботу не будет своевременно выдана команда об остановке или начале нового действия, то это может привести к серьезным повреждениям объекта сборки. Возникает необходимость какимто образом учитывать особенности реального времени при проектировании САиУ . САиУ должна выполнять определенные действия для внешних взаимодействий, а также для изменения своего внутреннего состояния. Действия, которые должна выполнять система, задаются при составлении спецификации на основе совокупности выполняемых задач. При этом выполнение определенной задачи соответствует выполнению системой определенных действий. Такой подход реализует декомпозицию системы как совокупности взаимодействующих задач, что обеспечивает упрощение анализа, верификации и реализации. Отдельное ВУ часто выполняет несколько различных задач РВ. Повторяемость и цикличность при выполнении задач обычно отражается на основе представления задачи как последовательности запросов. Тогда выполнение задачи предполагает выполнение последовательности запросов. Своевременность функционирования СРВ определяется своевременностью выполнения отдельных задач в составе СРВ. Поэтому требования РВ для СРВ удобнее всего определять в виде некоторых условий, так называемых ограничений РВ. Выделяют ограничения жесткого реального времени ЖРВ, которые никогда не должны нарушаться, и ограничения мягкого реального времени МРВ, которые могут нарушаться. С учетом ограничений РВ выделяют задачи ЖРВ и задачи МРВ. При этом задачи ЖРВ делят на два класса периодические и спорадические задачи. Запросы периодических задач формируются подсистемой планирования, а запросы спорадических задач формируются на основе внешних событий, например, при появлении сообщения от удаленного устройства. В случае спорадических задач заранее известен минимальный период формирования запросов. Часто считают, что множество всех задач МРВ формирует апериодические запросы. При этом время появления каждого апериодического запроса заранее неизвестно. В ходе разработки программного обеспечения СРВ ограничения РВ учитываются при реализации подсистемы планирования. В общем случае планирование это распределение ресурсов памяти, времени доступа к процессору, к устройствам вводавывода между запросами различных задач, направленное на соблюдение ограничений РВ. Распределение ресурсов осуществляется на основе определенного алгоритма планирования. В дальнейшем, если не будет особо оговариваться, то под планированием будет пониматься только распределение ресурса процессорного времени, т. Подсистема планирования для СРВ используется в составе применяемой операционной системы РВ или специально разрабатывается с учетом особенностей конкретной системы. Многие исследования посвящены проблемам планирования задач РВ. Хороший обзор истории и современного состояния этих исследований приведен в работе . Основные классические результаты при исследовании проблем планирования в СРВ рассматриваются в работе . Планирование осуществляется на основе определенного алгоритма. Исходными данными для этого алгоритма являются данные о задачах РВ и об ограничениях РВ. Результатом выполнения этого алгоритма является распределение вычислительных ресурсов между запросами задач РВ. Но определенная часть информации известна уже до начала функционирования СРВ. Тогда часть необходимых вычислений может быть осуществлена до запуска СРВ. Поэтому различают стадии планирования и диспетчеризации . Соответственно в составе алгоритма планирования можно выделить алгоритм планирования и алгоритм диспетчеризации. Алгоритм планирования направлен на получение необходимых промежуточных данных, которые будут потом использоваться при диспетчеризации. К этому алгоритму не предъявляется особых требований быстродействия, так как он выполняется до начала функционирования СРВ.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.274, запросов: 244