Phương pháp xử lý theo thời gian thực
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI NGUYỄN THỊ THANH THOAN HỆ THỐNG THỜI GIAN THỰC VÀ LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội - 2007 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI Nguyễn Thị Thanh Thoan HỆ THỐNG THỜI GIAN THỰC VÀ Chuyên ngành : Công nghệ phần mềm Mã số : 68.40.10 LUẬN VĂN THẠC SỸ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. Nguyễn Văn Vỵ Hà Nội - 2007 MỤC LỤC Chƣơng 2: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HƢỚNG MẪU ......................35 3.2 Bài toán giám sát hoạt động trong khuôn viên nhà trƣờng .................................58 Các thuật ngữ và các từ viết tắt Tên đầy đủ Ý nghĩa A/D Analog / Digital Bộ chuyển đổi tương tự - số ATC Air Traffic Control Điều khiển máy bay lên xuống CSDL Cơ sở dữ liệu D/A Digital / Analog Bộ chuyển đổi số - tương tự HRT Hard Real Time Thời gian thực cứng I /O Input / Ouput Vào/ra PloP Patterns language of Chương trình của ngôn ngữ mẫu PloPD Patterns language of Thiết kế chương trình của ngôn POAD Pattern Oriented Analys Phân tích và thiết kế hướng mẫu RTS Real Time System Hệ thời gian thực RUP Rational Unified Process Tiến trình thống nhất của Rational SRT Soft Real Time Thời gian thực mềm UML Unified Modeling Language Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất Danh mục các hình Hình 1.1: Các mức đáp ứng sự kiện về mặt thời gian
...............................................11 Hình 3.2. Biểu đồ hoạt động tiến trình nghiệp vụ “Điều khiển đóng – mở cửa” .....68 MỞ ĐẦU Chƣơng I Sự kiện Phản ứng T T ts Thời gian tp ts tp-1 Phản ứng Sự kiện T ts tp-2 Thời gian b) Trong khoảng ... tp-1 ≤ t ≤ tp-2 a) Chính xác tại t = tp Phản ứng Phản ứng tp Thời gian c) Chậm nhất là ... t ≤ tp ts tp Thời gian d) Sớm nhất là ... t ≥ tp Hình 1.1: Các mức đáp ứng sự kiện về mặt thời gian 12 Các hệ thời gian thực khác với các phần mềm khác là những chức năng đáp ứng 1.2 Phân loại hệ thời gian thực Giá trị đồ thị hệ mềm - + thời gian Hình 1.2 Đồ thị mô tả đặc trưng hai loại hệ thời gian thực 13 Trong đó: hạn định (deadline) là khoảng thời gian hay thời điểm mà tại đó các tác vụ 1.2.1
Hệ thời gian thực cứng 1.2.2 Hệ thời gian thực mềm 14 không đáng kể). Trong trường hợp này, người ta gọi là hệ thống có ràng buộc định thời 1.3 Đặc điểm của hệ thời gian thực [6] 1.4 Cấu trúc thành phần của một hệ thời gian thực 15 Các thành phần của một RTS [11] (hình 1.3) phụ thuộc vào kích cỡ và sự phức Đồng hồ thời Lập lịch Điều khiển ngắt Xử lý các yêu
cầu Quản lý tài nguyên Danh sách Danh sách tài Giải phóng Bộ điều vận Danh sách Hoạt động Hình 1.3: Các thành phần của hoạt động thời gian thực 1. Một đồng hồ thời gian thực (real - time clock): thiết bị này cung cấp thông tin 16 3. Một bộ lập lịch (scheduler): thành phần này có nhiệm vụ kiểm tra tiến trình 17
1.5. Xử lý thời gian thực Chờ tới chu kỳ Chờ sự kiện Thời gian Mã thực thi Tác vụ mặc định Tác vụ tuần hoàn Mã thực thi Tác vụ sự kiện Hình 1.4: Các kiểu tác vụ theo chuẩn IEC 61131-3 18 Trong các hệ thống điều khiển, khái niệm tác vụ hay được sử dụng bên cạnh quá Bộ cảm Bộ cảm Bộ cảm Bộ cảm Bộ cảm Hệ thống điều khiển Bộ thao Bộ thao Bộ thao Hình 1.5: Mô hình chung của hệ thời gian thực Bộ thao 19 Kích
thích có chu kỳ trong hệ thời gian thực thường được tạo ra bằng một bộ cảm 1.5.1 Xử lý ngắt Chương trình bị ngắt Hình 1.6 Mô hình xử lý ngắt 20 sự đáp ứng đó có thể được sinh ra bởi phần cứng hoặc phần mềm. Trạng thái của Thời gian 0 1 Luồng xử lý thông 2 3 Ngắt mức 1 Dịch vụ ngắt mức 3 Dịch vụ ngắt mức 3 Hình 1.7 Ưu tiên ngắt 21 1.5.2 Quản lý tiến trình Quản lý tài nguyên Chọn tiến trình cho
Phân chia bộ nhớ và Bộ điều vận Hình 1.8: Hành động thực thi thời gian thực yêu cầu bắt đầu một tiến trình Hoạt động quản lý tiến trình định kỳ được chỉ ra ở hình 1.8. Danh sách các tiến trình |