Организация контролируемого выполнения для разнородных распределенных программно-аппаратных комплексов

• Автор: Костюхин, Константин Александрович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Обзор средств и методов отладки распределенных систем

1.1 Постановка задачи и основные понятия .

1.2 Средства н методы отладки .

1.2.1 Детерминированное воспроизведение и интерактивная отладка распределенных программ.

1.2.2 Мониторинг .

1.2.3 Средства самоконтроля программ

1.2.4 Средства и метода, ориентированные на отладку сложных систем .

1.2.5 Отладка в жизненном цикле программы. Интегрированное использование средств отладки, тестирования, контроля выполнения .

1.3 Вопросы архитектуры и реализации средств отладки.

1.3.1 Архитектура средств отладки.
1.3.2 Функциональность агентов и псевдоагемтоп отладки . .
1.3.3 Взаимодействие менеджера и агента.
1.3.4 Аппаратная поддержка отладки
1.3.5 Стратегии передачи данных трассировки.
1.3.0 Настраиваемость и масштабируемость
1.4 Выводы.
2 Контролируемое выполнение, ассоциированные понятия и требования
2.1 Контролируемое выполнение и ассоциированные понятия .
2.2 Роль контролируемого выполнения и его составляющих
2.3 Требования к средствам контролируемого выполнения и их реализации
2.4 Интеграция средств отладки и управления.
2.5 Выводы
3 Организация инструментального комплекса СОМ
3.1 Пример применения комплекса
3.2 Организация инструментального комплекса.
3.2.1 Архитектура.
3.2.2 Взаимодействие со средами выполнения
3.3 Функциональные возможности комплекса и вопросы реализации
3.3.1 Инициализация системы.
3.3.2 Интерактивная отладка.
3.3.3 События
3.3.4 Контроль целостности и отказоустойчивость комплекса. Многопользовательская работа.
3.4 Выводы
4 Средства внешнего и внутреннего контроля программ
4.1 Библиотека средств самоконтроля.
4.2 Связь инструментальною комплекса СОМ с системой управления ОрепИМЭ
4.3 Выводы
5 Средства детерминированного воспроизведения распределенных программ
5.1 Постановка задачи.
5.2 Реализация системы воспроизведения
5.2.1 Архитектурные и технические решения.
5.2.2 События и векторное время в распределенном приложении .
5.2.3 Первичное выполнение и воспроизведение распределенного приложения
5.3 Обоснование алгоритма воспроизведения распределенного
приложения
6 Реализация контролируемого выполнения с помощью комплекса СОМ
.1 Классификация программных ошибок и функциональные возможности комплекса СОМ.
6.1.1 Логические ошибки и ошибки кодирования
6.1.2 Утечка ресурсов и ошибки работы с памятью.
6.1.3 Ошибки указателей.
6.1.4 Ошибки синхронизации
6.1.5 Ошибки в распределенных приложениях.
.1.6 Ошибки систем реального времени.
6.2 Анализ средств мониторинга.
6.3 Пример отладки распределенной программы для ППС
6.3.1 Постановка задачи.
6.3.2 Первая ошибка.
6.3.3 Вторая ошибка.
6.4 Пример отладки распределенной программы для ос
6.4.1 Постановка задачи.
6.4.2 Ошибка
6.5 Анализ опыта применения комплекса СОМ .
Заключение
Литература


Цель спецификаций HPDS - выделить набор отладочных действий и определить поведение интерактивного отладчика таким образом, чтобы предоставить пользователю полноценные средства отладки, унифицировать систему команд и пользовательский интерфейс отладчика. Стандарт определяет такие понятия как допустимые состояния потока управления, механизм группирования потоков управления и процессов, пошаговое выполнение, точки действия (точки прерывании, точки слежения и барьеры), модели останова потоков. Требования HPDS реализованы в большинстве промышленных отладчиков (TotalView [), Cdbx |), codeview [3], CXdb [], HP/DDE (), ipd |), Ladebug [), MPPE [6), ndb [7), P2D2 [], pdbx |], Prism (7)), многие из которых поддерживают и дополнительные возможности. Например, в [] предложен интеллектуальный подход к реализации пошагового выполнения. ASCI - Accelerated Strategic Computing Initiative) []. Подробный обзор обоих стандартов можно найти в [], [8]. Стандарты интерактивной отладки, хотя и отражают до некоторой степени потребности отладки распределенных приложений, не охватывает всех связанных с пей проблем, в частности, в них не представлена в полном объеме задача распространения парадигмы традиционной интерактивной отладки па случай распределенного приложения. Решение дайной задачи подразумевает наличие средств детерминированного воспроизведения ([4]) и согласованного останова компонентов распределенной программы ([], [8]). Далее в этом разделе представлен краткий обзор существующих подходов к решению данных проблем. Детерминированное воспроизведение - это механизм, позволяющий воспроизводить выполнение распределенных, параллельных и других видов программ с внутренне недетерминированным характером выполнения с целью отладки. Механизм включает фазу первичного выполнения, во время которого производится запись информации о событиях, определяющих поведение программы в недетерминированных ситуациях, и собственно фазу воспроизведения, когда выполнение программы происходит под управлением записанной ранее информации (см. Мы остановимся на вопросах воспроизведения распределенных программ, взаимодействующих при помощи обмена сообщениями, оставив за рамками рассмотрения специфические проблемы, связанные с отладкой параллельных программ, где процессы или потоки управления могут взаимодействовать через разделяемую память. Основной источник недетерминированности в распределенных программах - операции приема сообщений, которые могут доставляться в различном порядке. Например, (см. Чем детальнее уровень абстракции, на котором ведется трассировка событий при первичном выполнении, тем точнее ее воспроизведение и тем выше накладные расходы трассировки. Воспроизведение подразумевает наличие некоторой упорядоченности событий, записанных при первичном выполнении. В [] дастся анализ различных подходов, используемых для получения информации об упорядоченности событий в распределенной среде. Рассмотрены механизмы, основанные на применении часов реального времени (локальных и глобальных, реализованных в виде множества локальных часов, синхронизированных с известной точностью) и так называемых логических часов. Глобальные часы могут быть необходимы для отладки систем реального времени, поскольку они дают информацию о физических интервалах времени между различными событиями (см. Поэтому в большинстве систем воспроизведения используется логическое время. Система логического времени - это набор правил, связывающий с каждым событием с некоторое значение С(с), называемое временной меткой события, и позволяющий делать заключения о взаимной обусловленности или необусловленное™ событий па основе их временных меток. Отношение обусловленности на множестве событий в распределенном приложении, где узлы взаимодействуют посредством обмена сообщениями, определяется как транзитивное замыкание отношения непосредственной обусловленности, содержащего все нары событий {а, 6}, такие что либо а и Ь принадлежат одному процессу и 6 произошло непосредствен по вслед за а, либо а является событием отсылки сообщения, а Ь - событием приема этого сообщения [].