Лекция 5. ОС РВ использующие статико-динамическую модель вычислений (Лекции 2014-2015)

ОС РВ, использующиестатико-динамическуюмодель вычисленийИМА в разработке ПО• Особенности:– Стандартное API со стороны ОС– Статическое разделение времени, памятии ресурсов• Преимущества:– Надежность– Переносимость– Возможность повторного использования– Модульность– Упрощение верификации и сертификацииСтруктура ПО. Интерфейс APEXРаздел 2Раздел 3Задача 1.1Задача 2.1Задача 3.1Задача 1.2Задача 2.2Задача 3.2Задача 1.3Задача 2.3Задача 3.3Интерфейс APEXОперационная системаСистемное ПОАппаратное обеспечениеприкладное ПОРаздел 1Состояния задач в ARINC653неактивнаготовностьожиданиевыполнениеВыполнение задач в системе• Задачи раздела выполняются в рамках окон• Между разделами происходит переключение контекста• Работы выполняются в соответствии с очередьювыполнения и приоритетом• Работы выполняются с вытеснением• Незавершенная работа может быть возобновлена вследующем окнеЯдро 11-11-11-2Модуль 1Ядро 2Модуль 2 Ядро 12-12-24-13-14-24-1Взаимодействие междуразделами• Порты с очередью сообщений• Порты с перезаписью сообщений– Буфер фиксированной длины– Сообщение в буфере перезаписывается– Отправка с заданным периодомВзаимодействие внутриразделов• Обмен данными– Передача сообщений– Общая память• Механизмы синхронизации– Семафоры– СобытияКонфигурация системы• Информация о разделах– Требования к памяти– Порты раздела• Информация о каналах• Расписания окон– Список окон– Привязка окон к разделам• Информация по обработке ошибокИсходные данные• Вычислительные модули: M={mi}• Разделы: P={pi}• Задачи: W={wi}– Частота: f(wi)– Длительность: dm(wi)– Приоритет: pr(wi)• Сообщения: T={trij}– Длительность (канал): tC(wi, wj)– Длительность (память): tM(wi, wj)Конфигурация системы• Расписание окон: S={si}• Привязка разделов к окнам:DS:P{SP|SPS}• Привязка разделов к процессорам:DM(pi)• Приоритет задач в рамках каждогораздела: prS(wi)Критерии оптимальности• Количество размещенных работ• Минимизация нагрузки на среду обмена(при условии размещения всех работ)Модуль 2 Модуль 1Пример расписанияП1П2П1П2Ограничения корректности (1)• Размещение всех работ• Ограничение на загрузку ядер• Ограничение реального времени:– Интервал выполнения работы невыходит за пределы ее директивногоинтервалаОграничения корректности (2)•••••Раздел привязан ровно к одному процессоруНе более одного раздела в окнеОкна не пересекаются по времениРаботы выполняются в рамках окон разделаВ каждый момент времени выполняется неболее одной работы• Все работы выполняются полностью• Выполняются зависимости по данным• Соблюдаются приоритетыФормальная модель• Модель основана на событиях• Алгоритм работы:1.

Создание начальных событий2. Выбор событий с минимальным временем3. Обновление списка готовых к выполнениюработ4. Обработка выбранных событий5. Если список событий не пуст, переход к п.2Типы событий•••••Открытие окнаЗакрытие окнаНачало директивного интервалаЗавершение работыДоставка сообщенияРабота моделиРабота моделиРабота моделиНедостатки моделиРешение:не выполнять низкоприоритетные задачи, покаесть высокоприоритетные, ожидающие сообщенийПодход к решению задачиЗадача разбивается на две подзадачи:• Построение привязки разделов к ядрам– Минимизация нагрузки на среду обмена– Выполнение критериев планируемости набора работ• Учет длительности критических путей в графе зависимостей• Критерии на основе загрузки: T F  n2ni 0ii1n1– Соблюдение заданного ограничения намаксимальную загрузку ядра• Построение расписания окон и приоритетовАдаптация к изменениямЧастоты илидлительностиСписки задачили приоритетыСписок разделовили модулиПроверкана моделиЗаданиеприоритетовДополнениепривязкиПостроениерасписанияАдаптациярасписанияПостроение«с нуля»ОКFail.