1 Xấp xỉ hóa thời gian phản ứng và kiểm định khả năng lập lịch của một hệ thống thời gian thực trường hợp kì hạn ràng buộc sử dụng Biểu Đồ Xấp Xỉ Approximating the response time and the schedulability analysis of a real time system with bounded relative deadlines using approximation technique NXB H. : ĐHCN, 2013 Số trang 44tr. + Nguyễn Văn Tập Trường Đại học Công nghệ Luận văn ThS ngành: Công Nghệ Phần Mềm; Mã số: 60 48 10 Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Huyền Châu Năm bảo vệ: 2013 Keywords: Công nghệ phần mềm; Hệ thống thời gian thực; Biểu đồ xấp xỉ Content Ngày nay, các hệ thống thời gian thực ngày càng đóng một vai trò quan trọng trong xã hội. Chúng được ứng dụng trong các lĩnh vực quan trọng như quốc phòng, viễn thông, điều khiển hàng không, tự động hóa công nghiệp… Trong những hệ thống này thì các nhiệm vụ được sản sinh một cách động trong thời gian chạy mà không thể dự đoán trước được. Việc chấp nhận hay từ chối một nhiệm vụ mới sinh ra phụ thuộc vào tính lập lịch được hay không của hệ thống sau khi thêm nhiệm vụ đó. Nếu một nhiệm vụ mới được sinh ra mà hệ thống vẫn lập lịch được thì nhiệm vụ đó được chấp nhận và ngược lại. Hai phương pháp kiểm định chính xác khả năng lập lịch của một hệ thời gian thực với độ ưu tiên tĩnh thường được sử dụng là phương pháp RTA (Response Time Analysis) và phương pháp PDA (Processor Demand Analysis). Cả hai phương pháp này đều có độ phức tạp giả đa thức và hiện nay người ta chưa tìm thấy một phương pháp kiểm định chính xác nào có độ phức tạp đa thức. Việc tìm ra một phương pháp kiểm định giảm được độ phức tạp thuật toán trở thành một vấn để được quan tâm. Trong bối cảnh như vậy, phương pháp kiểm định xấp xỉ được tính đến như là một giải pháp. Trong các phương pháp kiểm định xấp xỉ thì việc sử dụng Biểu đồ xấp xỉ để kiểm định khả năng lập lịch cũng như tính xấp xỉ thời gian phản ứng cho các nhiệm vụ của một hệ thời gian thực cho ta độ phức tạp đa thức, độ phức tạp mà ta mong muốn. 2 Chính vì những lí do đó, tôi quyết định chọn đề tài Xấp xỉ hóa thời gian phản ứng và kiểm định khả năng lập lịch của một hệ thống thời gian thực trường hợp kì hạn ràng buộc sử dụng Biểu đồ xấp xỉ. Trong đề tài này, tôi hướng đến xây dựng một phương pháp kiểm định tính lập lịch cũng như tính xấp xỉ thời gian phản ứng cho các nhiệm vụ trong hệ thời gian thực với độ ưu tiên tĩnh dựa trên kỹ thuật Biểu đồ xấp xỉ. Kĩ thuật Biểu đồ xấp xỉ sử dụng thuật toán có độ phức tạp đa thức và cung cấp một kết quả “xấp xỉ” về thời gian phản ứng cũng như khả năng lập lịch của các nhiệm vụ trong hệ thống. Độ chính xác của Biểu đồ xấp xỉ sẽ được đánh giá thông qua việc so sánh các kết quả có được với kết quả có được từ một phương pháp kiểm định xấp xỉ hiệu quả khác là phương pháp kiểm định dựa trên cận trên thời gian phản ứng của Bini and Baruah . Đề tài này được áp dụng cho lớp hệ thời gian thực với kỳ hạn ràng buộc và độ ưu tiên tĩnh. Nội dung của đề tài : Chương 1: Tổng quan về hệ thời gian thực Trình bày lí thuyết về hệ thời gian thực và các khái niệm trong hệ thời gian thực. Chương 2: Các phương pháp kiểm định sử dụng độ ưu tiên tĩnh Trình bày các khái niệm về kiểm định sử dụng độ ưu tiên tĩnh. Các thuật toán kiểm định sử dụng độ ưu tiên tĩnh. Phương pháp kiểm định dựa trên phân tích thời gian phản ứng (RTA) và phương pháp kiểm định dựa trên phân tích yêu cầu bộ vi xử lí (PDA). Chương 3: Sử dụng Biểu đồ xấp xỉ để kiểm định khả năng lập lịch và tính xấp xỉ thời gian phản ứng của các nhiệm vụ cho hệ với kì hạn ràng buộc. Xây dựng phương pháp kiểm định tính lập lịch và tính xấp xỉ thời gian phản ứng của các nhiệm vụ nhờ sử dụng Biểu đồ xấp xỉ cho hệ trường hợp kỳ hạn ràng buộc. Chương 4: Mô phỏng đánh giá Biểu Đồ Xấp Xỉ Xây dựng mô phỏng để đánh giá Biểu đồ xấp xỉ bằng cách so sánh các kết quả thu được với các kết quả có được từ phương pháp kiểm định xấp xỉ của Bini and Baruah. Chương 5: Kết luận References Tiếng Việt [1]. Nguyễn Văn Trường “ Hệ thống thời gian thực và ứng dụng trong kỹ thuật mô phỏng”, Trung tâm Công Nghệ Mô Phỏng - HVKTQS. Tiếng Anh [2]. Giorgio C. Buttazzo “Hard Real Time Systems: Predictable Scheduling Algorithmsand Application” Springer Science+Business Media, LLC 2011. 3 [3]. C.L. Liu and James W. Layland(1973) “ Scheduling Algorithms for Multiprogramming in a Hard – Real – Time Environment”. [4]. John Lehoczky, Lui Sha and Ye Ding (1989) “ The Rate Monotonic Scheduling Algorithm: Exact Characterization And Average Case Behavior”, Department of Statistics' Department of Computer Science2 Carnegie Mellon University. [5]. John P. Lehoczky (1990) “ Fixed Priority Scheduling of Periodic Task Sets with Arbitrary Deadlines”, Department of Statistics Carnegie Mellon University Pittsburgh, PA 15213. [6]. Nathan Fisher and Sanjoy Baruah “A Polynomial-Time Approximation Scheme for Feasibility Analysis in Static-Priority Systems with Bounded Relative Deadlines”, Department of Computer Science, CB #3175 The University of North Carolina Chapel Hill, NC 27599. [7]. Thi Huyen Chau Nguyen, Pascal Richard, Enrico Bini (2008) “Improved approximate response time bounds for static-priority tasks” Author manuscript, published in "16th International Conference on Real-Time and Network Systems (RTNS 2008) (2008). [8]. N. Fisher, T. Nguyen, J. Goossens, and P. Richard. “Parametric polynomial-time algorithms for computing responsetime bounds for static -priority tasks with release jitters”. 13 th IEEE International Conference on Embedded and Real-Time Computing Systems and Applications TCSA’07), 2007. [9]. Enrico Bini, Giorgio C. Buttazzo “Measuring the Performance of Schedulability Tests”, 2005 Springer Science + Business Media, Inc. Manufactured in The Netherlands. [10]. Enrico Bini, Sanjoy K. Baruah “Efficient computation of response time bounds under fixed- priority scheduling”. [11] Phạm Đức Mạnh “ Phân tích xấp xỉ khả năng lập lịch của hệ thời gian thực trong trường hợp độ ưu tiên cố định với kì hạn không ràng buộc và độ trễ phát hành”, luận văn cao học, Đại Học Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội 2013. . 1 Xấp xỉ hóa thời gian phản ứng và kiểm định khả năng lập lịch của một hệ thống thời gian thực trường hợp kì hạn ràng buộc sử dụng Biểu Đồ Xấp Xỉ Approximating the response. và kiểm định khả năng lập lịch của một hệ thống thời gian thực trường hợp kì hạn ràng buộc sử dụng Biểu đồ xấp xỉ. Trong đề tài này, tôi hướng đến xây dựng một phương pháp kiểm định tính lập. ứng của các nhiệm vụ cho hệ với kì hạn ràng buộc. Xây dựng phương pháp kiểm định tính lập lịch và tính xấp xỉ thời gian phản ứng của các nhiệm vụ nhờ sử dụng Biểu đồ xấp xỉ cho hệ trường hợp