Составитель А.М. Сулейманова

Лекции - Начало
скачать (14.8 kb.)

Доступные файлы (1):

Начало.doc

128kb.

01.09.2004 22:03

скачать

Начало.doc

УДК 004.415.2

ББК 32.973.26-018.1

Сулейманова А.М. Системы реального времени: учебное пособие/ Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т.– Уфа, 2004.– 292 с.

Учебное пособие состоит из двух частей. В первой части даны определения систем реального времени, рассматриваются вопросы функционирования в реальном масштабе времени. Приведены обзор и сравнительный анализ некоторых операционных систем реального времени. Описаны современные индустриальные системы реального времени. Во второй части описан процесс создания систем реального времени с точки зрения проектирования архитектуры системы. Подробно рассмотрены ключевые вопросы, возникающие в процессе разработки: управление временем отклика, синхронизация, актуальность и непротиворечивость данных. На примерах показано как с помощью одной и той же универсальной нотации UML, можно описать такие далекие друг от друга области, как, например, автоматизированная банковская система и бортовой компьютер автомобиля – без привязки к какой либо программной или аппаратной платформе.

Предназначено для студентов специальностей «Автоматизированные системы обработки информации и управления» и «Прикладная информатика в экономике».

Библиогр.: 29 назв.

Научный редактор: канд.техн.наук, доцент М.Я.Парфенова

Рецензенты: канд.техн.наук, доцент, заведующая кафедрой

Информатики БАГСУ С.М.Ибатуллина

Канд.техн.наук, доцент, заместитель заведующего

кафедрой Управления в ОВД В.А.Пестриков

© Уфимский государственный авиационный

технический университет, 2004

СОДЕРЖАНИЕ

Часть 1. СИСТЕМЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ. ОПРЕДЕЛЕНИЯ. ОБЗОР. ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ . . . . . .	6
1. Что такое функционирование в «Реальном масштабе времени»	6
2. Ядра и операционные системы реального времени . . . . . . . . . . .	11
2.1. Задачи, процессы, потоки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	13
2.2. Основные свойства задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	14
2.3. Планирование задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	16
2.4. Синхронизация задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	20
2.5. Тестирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	29
2.6. Можно ли обойтись без ОС РВ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	30
3. Обзор некоторых операционных систем реального времени . . .	33
3.1. Linux реального времени . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	34
3.2. Операционные системы реального времени и Windows NT	40
3.3. Операционная система QNX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	50
3.4. Проект Neutrino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	55
4. Современные индустриальные системы, функционирующие в режиме реального времени . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	73
4.1. Организация промышленных систем . . . . . . . . . . . . . . . . . .	74
4.2. Аппаратная архитектура . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	76
4.3. Стандарты шин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	77
4.4. Технологии VME и PCI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	77
4.5. Мезонинные технологии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	80
4.6. Полевые системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	81
4.7. Программное обеспечение промышленных систем . . . . . .	83
4.8. Управление производством . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	90
Часть 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СРВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	91
5. UML проектирование систем реального времени . . . . . . . . . . .	91
5.1. Объектно-ориентированные методы и UML . . . . . . . . . . . .	92
5.2. Метод и нотация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	93
5.3. Системы и приложения реального времени . . . . . . . . . . . .	94
6. Обзор нотации UML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	96
6.1. Диаграммы UML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	96

6.2. Диаграммы прецедентов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	97
6.3. Нотация UML для классов и объектов . . . . . . . . . . . . . . . . . .	97
6.4. Диаграммы классов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	98
6.5. Диаграммы взаимодействия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	100
6.6. Диаграммы состояний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	101
6.7. Пакеты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	103
6.8. Диаграммы параллельной кооперации . . . . . . . . . . . . . . . . .	104
6.9. Диаграммы развертывания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	105
6.10. Механизмы расширения UML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	106
7. Технологии параллельных и распределенных систем . . . . . . . .	108
7.1. Среды для параллельной обработки . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	108
7.2. Поддержка исполнения в мультипрограммной и мультипроцессорной средах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	110
7.3. Планирование задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	113
7.4. Вопросы ввода/вывода в операционной системе . . . . . . . .	116
7.5. Технологии клиент-серверных и распределенных систем	119
7.6. Технология World Wide Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	124
7.7. Сервисы распределенных операционных систем . . . . . . . .	126
7.8. ПО промежуточного слоя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	129
7.9. Стандарт CORBA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	133
7.10. Другие компонентные технологии . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	137
7.11. Системы обработки транзакций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	138
8. Разбиение на задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	140
8.1. Вопросы разбиения на параллельные задачи . . . . . . . . . . . .	141
8.2. Категории критериев разбиения на задачи . . . . . . . . . . . . . .	142
8.3. Критерии выделения задач ввода/вывода . . . . . . . . . . . . . . .	143
8.4. Критерии выделения внутренних задач . . . . . . . . . . . . . . . .	152
8.5. Критерии назначения приоритетов задачам . . . . . . . . . . . . .	158
8.6. Критерии группировки задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	160
8.7. Пересмотр проекта путем инверсии задач . . . . . . . . . . . . . .	172
8.8. Разработка архитектуры задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	176
8.9. Коммуникации между задачами и синхронизация . . . . . . .	179
8.10. Спецификация поведения задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	189
9. Проектирование классов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	191
9.1. Проектирование классов, скрывающих информацию . . . . .	192
9.2. Проектирование операций классов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	193
9.3. Классы абстрагирования данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	196
9.4. Классы интерфейса устройства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	199
9.5. Классы, зависящие от состояния . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	204
9.6. Классы, скрывающие алгоритмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	207
9.7. Классы интерфейса пользователя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	209
9.8. Классы бизнес-логики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	210
9.9. Классы-обертки базы данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	212
9.10. Внутренние программные классы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	214
9.11. Применение наследования при проектировании . . . . . . . .	215
9.12. Примеры наследования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	216
9.13. Спецификация интерфейса класса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	222
10. Детальное проектирование ПО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	225
10.1. Проектирование составных задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	225
10.2. Синхронизация доступа к классам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	233
10.3. Проектирование разъемов для межзадачных коммуникаций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	244
10.4. Логика упорядочения событий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	250
11. Анализ производительности проекта параллельной системы	252
11.1. Теория планирования в реальном времени . . . . . . . . . . . . .	252
11.2. Развитие теории планирования в реальном времени . . . . .	262
11.3. Анализ производительности с помощью анализа последовательности событий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	268
11.4. Анализ производительности с помощью теории планирования в реальном времени и анализа последовательности событий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	269
11.5. Пример анализа производительности с помощью анализа последовательности событий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	271
11.6. Пример анализа производительности с применением теории планирования в реальном времени . . . . . . . . . . . . .	275
11.7. Анализ производительности по теории планирования в реальном времени и анализа последовательности событий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	278
11.8. Пересмотр проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	287
11.9. Оценка и измерение параметров производительности . . .	288
12. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	290
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	291

Скачать файл (14.8 kb.)

Лекции - Начало - файл Начало.doc

Доступные файлы (1):

Начало.doc