Исследование методов компактного представления для программ реального времени

• Автор: Шалимов, Александр Владиславович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Задача компактного представления программ в системах реального времени.

1.1. Системы мягкого реального времени

1.2. Постановка задачи

Глава 2. Обзор методов компактного представления программ

2.1. Критерии классификации методов компактного представления

программ

2.2. Показатели эффективности методов компактного представления программ

2.3. Основные методы компактного представления программ

2.4. Результаты обзора

2.5. Декомпозиция задачи
Глава 3. Метод компактного представления программ на основе частотных характеристик их поведения
3.1. Общее описание предложенного метода компактного представления программ.
3.2. Компактирование программы
3.3. Выполнение скомпактированной программы.
3.4. Корректность предложенного метода компактного представления программ
Глава 4. Метод определения частотных характеристик про
4.1. Задача вычисления частоты выполнения фрагментов кода программы .бб
4.2. Основные понятия и определения.
4.3. Методы профилирования программ.
4.4. Метод оценки частоты выполнения фрагментов кода программы
4.5. Практическое исследование метода.
.4.6. Выводы.
Глава 5. Метод определения редковыполняемого кода программы .
5.1. Определение редковыполняемого кода программы
5.2. Оценка времени выполнения линейного участка
5.3. Задача компактного представления редковыполняемого кода .
5.4. Применение предложенного метода компактного представления программ в системах реального времени.
5.5. Выводы
Глава 6. Реализация и апробация метода компактного представления программ.
6.1. Структура прототипа предложенного метода компактного представления программ.
6.2. Испытания прототипа предложенного метода компактного представления программ.
6.3. Выводы
Заключение
Литература


Корректность работы таких программ определяется не только корректностью логики их функционирования, но и временем их исполнения в вычислительной системе. Примерами таких программ служат операционные системы реального времени, управляющие системы сложными техническими комплексами (например, атомные электростанции, автоматические производственные линии, системы противовоздушной и противоракетной обороны, системы обработки радиолокационной информации) и программное обеспечение встроенных систем (5, б, , , , ]. В данной работе методы компактного представления программ рассматриваются применительно к программному обеспечению встроенных систем реального времени. В настоящее время каждый технически сложный объект оснащается встроенной системой управления. Количество микропроцессоров, используемых во встроенных системах, превышает в несколько раз количество микропроцессоров, используемых в персональных компьютерах [б]. В отличие от систем общего назначения, проектирование различного рода встроенных систем накладывает на разработчиков дополнительные ограничения, что обеспечивает сложность разработки программного обеспечения встроенных систем. При разработке программного обеспечения необходимо учитывать такие вещи, как надежность, безопасность, временные ограничения и ограничения на количество ресурсов. Подходы, используемые современными программистами при создании больших программных систем общего назначения, в мире встроенных систем, как правило, не-применяются, или их применение затруднительно [6]. Критическими ресурсами во встроенных системах являются память и энергия. Приложения, работающие в таких системах, требуют памяти больше, чем может вместить или энергетически обеспечить встроенная система, и, как уже было отмечено выше, приложения вынуждены подлаживаться под возможности вычислителя. Кроме того, как показывает история вычислительной техники, объем памяти - это всегда критический ресурс, его всегда не хватает из-за постоянного роста потребностей в функциональности программ. Например, как видно из таблицы 1, для большинства бортовых цифровых вычислительных машин современных летательных аппаратов объем доступной памяти находится в диапазоне от 0. Мб. А рекомендованный объем памяти для перспективных летательных аппаратов колеблется от до Мб [7, 9]. Добавление большего объема памяти является трздоемкой задачей из-за массогабаритных параметров системы. Таблица 1. Объем памяти в используемых БЦВМ. Для мобильных устройств ситуация с памятью схожая, но причины её ограниченности несколько иные. Как видно из таблицы 2, в современных мобильных телефонах объем оперативной памяти находится в диапазоне от 4 до Мбайт, в смартфонах от 4 до 8 Мбайт, а в используемых сенсорных датчиках от 2 до 8 Кбайт. МБайт 4 МБайт МБайт МБайт. Таблица 2. Объем памяти в мобильных устройствах. Добавить больше памяти в эти устройства проблематично из-за ограниченного количества энергетических элементов и ограниченного размера (пользователь хочет, чтобы, например, мобильный телефон был по-прежнему небольшим и компактным). При этом постоянно растет количество и сложность задач, которые должны решаться во встроенных системах в независимости от того, что это - сенсорные датчики, мобильные телефоны или бортовые вычислительные системы. В этих условиях важной характеристикой программы опять, как и в начале развития ЭВМ, становится занимаемый ею объем памяти. Методы компактного представления программ (методы КПП) - это преобразования программ, которые уменьшают объем памяти, требуемый для размещения их программного кода в оперативной памяти компьютера (размер программы, англ. Во многих системах большая часть памяти расходуется на размещение кода программ, а не на хранение результатов вычислений. Поэтому методы КПП рассматриваются как один из важных способов экономного использования памяти вычислителя. Неформально работу методов КПП можно описать следующим образом. На вход методы КПП принимают программы в некотором представлении (от исходного текста до бинарного кода). По материалам сайта capsil. По материалам сайта wikimart. По материалам сайта phonegg.