Дипломная работа на тему: Реферат. Обзор требований проблемной области. Особенности систем реального времени

Введение

Проделана работа по проектированию системы реального времени. Созданная система содержит два основных компонента: планировщик задач реального времени и прикладное приложение - протокол А.415 АRINС. Работа содержит 39 страниц, 14 диаграмм, 3 таблицы и 2 рисунка. Использовано 13 ссылок на техническую литературу.

Раздел 1. Описываются отличия систем реального времени от обычных систем (разделения времени). Приведены характерные особенности управления задачами в подобных системах. Проведены классификация и анализ требований, предъявляемых к современным СРВ. Даны примеры систем данного класса (представленных в России). Рассмотрена необходимость использования специальной методологии разработки программного обеспечения.

Раздел 2. Заданы определения, используемые в данной работе. Рассмотрена принципиальная структура СРВ. Приведена классификация подходов к планированию и обзор методов его реализации. Рассмотрена объектно-ориентированная методология разработки программного обеспечения.

Оглавление

- Реферат

- Введение. 5

- Обзор требований проблемной области

- Особенности систем реального времени

- Ограниченное время ответа

- Статическая основа проектирования

- Портирование

- Встроенные системы реального времени

- Вывод

- Особенности управления задачами

- Управление временем

- Управление памятью

- Управление доступом синхронизация

- Вывод

- Классификация систем реального времени

- Классификация по структурным характеристикам

- Исполнительные системы реального времени

- Ядра реального времени

- 1.3.1.3. UNIXы реального времени 11

- Классификация по программной среде

- Программирование на уровне микропроцессоров

- Минимальное ядро системы реального времени

- Ядро системы реального времени и инструментальная среда

- ОС с полным сервисом

- Технические характеристики ОС РВ

- Время реакции системы

- Время переключения контекста

- Размеры системы

- Возможность исполнения системы из ПЗУ ROM

- Вывод

- Современные представители рынка ОС РВ в России

- 1.4.1. LynxOS 4.x фирмы LinuxWorks, Inc. 14

- Основные свойства LynxOS

- Поддержка приложений жёсткого реального времени

- 1.4.2. ОS-9Hawk фирмы Microware Systems. 15

- 1.4.2.1. Основные свойства ОS-9Hawk. 15

- Поддержка приложений жёсткого реального времени

- VxWorks фирмы Wind River Systems

- Основные свойства VxWorks

- QNX4 фирмы ОРАКУЛ

- Основные свойства QNX4

- Поддержка приложений жёсткого реального времени

- Вывод

- Методология разработки программного обеспечения

- История развития

- Разработка программного обеспечения систем реального времени

- Вывод

- Постановка задачи курсового проекта

- Модели и методы предметной области

- Определения

- Принципиальная структура

- Среда исполнения

- Ядро систем реального времени

- Синхронизация ресурсов

- Межзадачный обмен

- Разделение данных

- Обработка запросов внешних устройств

- Обработка особых ситуаций

- Пикоядро

- Методы управления задачами в ОС РВ

- Классификация подходов

- Статическое планирование

- Динамическое планирование

- Планирование, основанное на времени

- Планирование апериодических задач

- Планирование, управляемое приоритетами

- Обзор методов

- Rate-monotonic rм

- Deadline monotonic dм

- Планирование апериодических задач

- Сервер, допускающий задержку DS и Алгоритм обмена приоритетами РЕ

- Методология разработки программного обеспечения

- Основы методологии Real

- Модель требований

- Динамическая модель

- Статическая модель

- Реализация прототипа системы реального времени

- Жизненный цикл разработки

- Планировщик заданий

- Выбор алгоритма планирования

- Виды требований РВ, поддерживаемые планировщиком

- Используемые алгоритмы

- Описание функционирования приложения

- Подготовка к запуску планировщика

- Работа

- Управление задачами

- Реализация протокола ARINC А.415 на основе разработанного модуля СРВ

- Модель требований к системе

- Описательная модель

- Модель случаев использования

- Функциональная модель

- Динамическая модель

- Модель объектов

- Модель взаимодействий

- Поведенческая модель

- Статическая модель

- Модель классов

- Заключение. 39

- Литература. 40

- Приложение

Заключение

Был проведён анализ предметной области систем реального времени. Определены основные отличия систем данного типа от других подобных систем и особенности управления исполнением задач. Были рассмотрены используемые классификации и отличительные особенности современных систем.

На основе проведенного анализа была спроектирована система, состоящая из двух основных подсистем: планировщика заданий реального времени и прикладного приложения - авиационного протокола.

Для обоих подсистем выполнены этапы создания системных и функциональных требований, определены используемые алгоритмы и архитектуры.

Для протокола использована современная методология разработки ПО и создана модель классов системы. В целом стоит отметить, что классы в проектируемой системе обладают простотой проектирования за счёт отсутствия иерархических связей, однако применяемый метод позволяет с относительной простотой усложнять структурные связи и расширять область проектирования.

На основе найденных при проектировании прикладного приложения недостатков используемой платформы в дальнейшем могут быть изменены функциональные или архитектурные особенности планировщика. Так же предполагается использование прикладного приложения для непосредственного тестирования планировщика.

Список литературы

1. С. Кузнецов "Механизмы IPC в операционной системе Unix". учебные материалы конференции "Индустрия Программирования 96", Центр Информационных Технологий, 1996.

2. Алексей Быков "Системное администрирование IBM AIX 4.x".

4. See-Mong Tan, David К. Raila, Roy Н. Campbell "А case for nano-kernels". Department оf Computer Science, University оf Illinois аt Urbana-Champaign, 1996, 11 стр.

7. Романовский К., Ивановский Б., Кознов Дм., Долгов П. "Обзор нотаций методологии Real". //http://www.tepcom.ru/produkts/real/Report_Notations_A .asp.

9. Selic В., Gullekson G., Ward Р.Т. "Real-time object-oriented modeling". John Wiley & Sons. Inc, 1994, 525 стр.

11. Бардзинь Я.М., Калкиньш А.А., Стродс Ю.Ф., Сыцко В.А. "Язык спецификаций SDL/PLUS и его применения". Рига, 1988, 313 стр.

12. IEEE Standards Project Р1003.4а "Thread Extension for Portable Operating Systems. Draft 6". Draft 6.-IEEE, 1992.

13. Алан Джок "ОС реального времени".Приложение

Диаграмма 2. Стандартные прикладные интерфейсы.

Таблица 3. Время отклика.

Таблица 4. Сравнение различных операционных систем.

Рисунок 5. ОС в пространстве "адресация-класс-стандартизация".

Диаграмма 6. Время реакции различных систем на прерывание

Диаграмма 7. Время переключения контекста

ОСРВРазработчикОбласть примененияWеb-адресКомментарииС ExecutiveJIMI Software SystemsКоммерческаяwww.jmi.comСистема реального времени для программ на Си; поддерживает процессоры архитектур CISC и RISCITRONITRON Committee, TRON AssociationКоммерческаяwww.itron.gr.jр/home-е.htmlСпецификация разработана японской технологической ассоциацией; ориентирована на промышленные приложенияLynxOSLynuxWorksКоммерческаяwww.lynuxworks.соmСовместима с Linux; поддерживает Unix и JavaOS-9Microware SystemsКоммерческаяwww.microwarе.соmПоддерживает микроархитектуру Intel XScale; модульная структура стимулирует добавление к системе новых устройствQNXQNX Software SystemsКоммерческаяwww.qnx.соmИзолирует приложения, библиотеки, данные и системное программное обеспечениеVxWorks, VxWorks AEWind River SystemsКоммерческаяwww.windriver.соmПозволяет изолировать совместно используемые приложения, библиотеки, данные и системное ПОChimeraУниверситет Карнеги- МеллонаЭкспери-

ментальнаяwww.сs.cmu.edu/afs/ сs.cmu.edu/project/ chimera/www/chimera/ chimera.htmlПоддержка многозадачности и многопроцессорных систем; предназначена для роботов и автоматизированных системМаrutiУниверситет шт. МэрилендЭкспери-

ментальнаяwww.сs.umd.edu/Поддерживает режимы "жесткого" и "мягкого" реального времениТаблица 8. Современные представители систем реального времени.

Диаграмма 9. Основные классы системы протокола.

Диаграмма 10. Схема взаимодействия объектов СРВ.

Рисунок 11. Модель случаев использования.

Диаграмма 12. Обычный режим.

Диаграмма 13. Диалоговый режим.

Диаграмма 14. OMSI.

Диаграмма 15. CFDIU.

Диаграмма 16. APM.

Диаграмма 17. Шина передачи данных.

Диаграмма 18. Бортовая система.

Диаграмма 19. Энергозависимая память.