Tài liệu về Xử lí thời gian thực và xử lí phân tán trong hệ thống điều khiển phân tán. © 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 1Chương 1Hệ
thống ₫iềukhiểnphân tán13.09.06Chương 7:
Xử lý thờigianthựcvà
xử lý
phân tán
2© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 7:
Xử lý thờigianthựcvàxử lý
phân tán© 2005 - HMSChương 7: Nội dung7.1 Khái niệm“thờigianthực”7.2 Hệđiều hành thờigianthực7.3 Khái niệm“xử lý
phân tán”7.4 Các kiếntrúcxử lý
phân tán7.5 Các cơ chế giao tiếp
trong hệ phân tán
3© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 7:
Xử lý thờigianthựcvàxử lý
phân tán© 2005 - HMS
Xử lý
thời gian thực là nguyên lý làm việc cơ bản của mỗi bộ
điều khiển, nhìn từ quan điểm tin học Chất lượng
điều khiển và độ tin cậy của
hệ thống điều khiển không chỉ phụ thuộc vào thuật toán
điều khiển, công nghệ
phần cứng, mà còn phụ thuộc một cách tất yếu vào phương pháp
xử lý
thời gian thực Chúng ta còn biết quá ít về cơ chế
thực hiện các chức năng bên
trong một bộ
điều khiển (số) Chúng ta cũng còn biết tương đối ít về cơ chế giao tiếp giữa các thành
phần mềm
trong một
hệ thống điều khiển phân tánTại sao cần
nghiên cứu về xử lý thời
gian thực7.1 Khái niệm thờigianthực
4© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 7:
Xử lý thờigianthựcvàxử lý
phân tán© 2005 - HMSHệ thờigianthựclàgì?A real-time system is one in which the correctness of the system depends not only on the logical results, but also on the time at which the results are produced. JOHN A. STANKOVIC ET AL.: Strategic Directions in Real-Time and Embedded Systems. ACM Computing Surveys, Vol. 28, No. 4, December 1996Mỗihệ
thống điềukhiểnlàmộthệ thờigianthựcPhầnlớncáchệ thờigianthựclàcáchệ
thống điềukhiển
5© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 7:
Xử lý thờigianthựcvàxử lý
phân tán© 2005 - HMSVấn ₫ề
thời gian trong hệĐKqua mạngSensorI/OControllerI/OActuatorSensorI/OSensorI/OBus trườngTsTinToutTaTc
6© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 7:
Xử lý thờigianthựcvàxử lý
phân tán© 2005 - HMSChiếcxehơicólàmộthệ
thời gian thực?Hơn 30 máy vi tính bên
trong (µP) nốimạngChúng ta có nên tìm hiểu nguyên lý hoạt động củachúng?
7© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 7:
Xử lý thờigianthựcvàxử lý
phân tán© 2005 - HMSNội dung liên ngànhKỹ thuậtđiềukhiểnKhoa họcmáy tínhCông nghệtruyền thôngHệ thờigianthựcMạng truyền thôngcông nghiệpHệ
phân tánHệđiềukhiểnphân tán
8© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 7:
Xử lý thờigianthựcvàxử lý
phân tán© 2005 - HMSMộthệ thờigianthựccócác₫ặc ₫iểm: Tính
phản ứng:
Hệ thống phảiphản ứng vớicácsựkiệnxuấthiện vào các
thời điểm không biếttrước. Tính nhanh nhạy:
Hệ thống phảixử lý thông tin mộtcách nhanh chóng để có thểđưarakếtquả
phản ứngmộtcáchkịpthời. Tính đồng thời:
Hệ thống phảicókhả năng
phản ứngvà
xử lý đồng
thời nhiềusự kiệndiễnra. Tính tiền định: Dựđoán trước đượcthờigianphản ứngtiêu biểu, thờigianphản ứng chậmnhấtcũng như trìnhtựđưaracácphản ứng.
9© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 7:
Xử lý thờigianthựcvàxử lý
phân tán© 2005 - HMS
title='xử lý thời gian'>Xử lý thờigianthựclàgì?Xử lý thời gian thực là hình
thức xử lý
thông tin
trong một
hệ thống để đảm bảo tính năng
thời gian thực của nó.Luôn liên quan vớicácsự kiện bên ngoài (tính phảnứng)Yêu cầucaovề hiệusuấtphầnmềm (tính nhanhnhạy)Đòi hỏi
xử lý đồng
thời nhiềutácvụ (tính đồng thời) Đòi hỏicơ sở lý thuyếtchặtchẽ phụcvụ
phân tíchvà đánh giá (tính tiền định)
10© 2004, HỒNG MINH SƠNChương 7:
Xử lý thờigianthựcvàxử lý
phân tán© 2005 - HMSKhái niệm“tácvụ”(task) Một q trình tính tốn cho mộtnhiệmvụ cụ thể, có thểđượcthựchiện đồng thời, ví dụ:–Cáctácvụ
xử lý giá trị vào/ra–Cáctácvụđiềuchỉnh–Cáctácvụđiềukhiểnlogic–Cáctácvụ
xử lý biếncố– . Mộttácvụ là sự thi hành mộtchương trình hoặcmộtphầnchương trình–Mộtchương trình chạy nhiềulần => nhiềutácvụ–Một đoạnmãchương trình (ví dụ một hàm) đượcgọituần hồnvớicácchukỳ khác nhau => nhiềutácvụ khác nhau Multitasking (đanhiệm): khả năng thi hành đồng thờinhiềutácvụ
[...]... đồng thời)
Địi hỏicơ sở lý thuyếtchặtchẽ phụcvụ
phân tích
và đánh giá (tính tiền định)
18
© 2004, HỒNG MINH SƠN
Chương 7:
Xử lý thờigianthựcv
xử lý
phân tán
© 2005 - HMS
7.3 Khái niệm
xử lý
phân tán
Xử lý
phân tán là hình
thức xử lý
thông tin tất yếu của
các
hệ thống phân tán nói chung
và các
hệ thống điều
khiển
phân tán nói riêng
Xử lý
phân tán giúp nâng cao năng lựcxử lý
thơng tin
củamộthệ thống, ... tán
Hệ iềukhiển
phân tán
3
© 2004, HỒNG MINH SƠN
Chương 7:
Xử lý thờigianthựcv
xử lý
phân tán
© 2005 - HMS
Xử lý
thời gian thực là nguyên lý làm việc cơ bản của
mỗi bộ
điều khiển, nhìn từ quan điểm tin học
Chất lượng
điều khiển và độ tin cậy của
hệ thống điều
khiển khơng chỉ phụ thuộc vào thuật tốn
điều khiển,
cơng nghệ
phần cứng, mà cịn phụ thuộc một cách tất
yếu vào phương pháp
title='hệ thống xử lý thời gian thực'>xử lý thời gian thực
... niệm“thờigianthực”
7.2
Hệ iều hành thờigianthực
7.3 Khái niệm
xử lý
phân tán
7.4 Các kiếntrúcxử lý
phân tán
7.5 Các cơ chế giao tiếp
trong hệ phân tán
22
© 2004, HỒNG MINH SƠN
Chương 7:
Xử lý thờigianthựcv
xử lý
phân tán
© 2005 - HMS
Kiếntrúcbìnhđẳng
–Cáctrạmcóvaitrịbìnhđẳng, phảiphốihợphoạt động,
hình thứcgiaotiếptrựctiếpvới nhau khơng qua trung gian
A
A
A
A
A
Ví dụ: Các trạm điềukhiển
phân tán. .. MINH SƠN
Chương 1Chương 1
Hệ
thống
₫iềukhiểnphân tán
13.09.06
Chương 7:
Xử lý thờigianthực
và
xử lý
phân tán
17
© 2004, HỒNG MINH SƠN
Chương 7:
Xử lý thờigianthựcv
xử lý
phân tán
© 2005 - HMS
Phương pháp lậplịch
Cơ chế lậplịch
–Lậplệnh tĩnh: thứ tự thựchiệncáctácvụđượcxácđịnh trướckhihệ
thống đivàohoạt động.
–Lậplệnh động: thứ tự thựchiệncáctácvụđượcxácđịnh
trong khi hệ
thống đang hoạt động.
Sách... hợp
trong kiến
trúc bình đẳng (ví dụ giữa các trạm
điều khiển) .
9
© 2004, HỒNG MINH SƠN
Chương 7:
Xử lý thờigianthựcv
xử lý
phân tán
© 2005 - HMS
Xử lý thờigianthựclàgì?
Xử lý
thời gian thực là hình
thức xử lý
thơng tin
trong một
hệ
thống để đảm bảo tính năng
thời gian thực của nó.
Ln liên quan vớicácsự kiện bên ngồi (tính phản
ứng)
u cầucaovề hiệusuấtphầnmềm (tính nhanh
nhạy)
Địi hỏi
xử lý đồng thời. .. chế
thực hiện các chức
năng bên
trong một bộ
điều khiển (số)
Chúng ta cũng cịn biết tương đối ít về cơ chế giao
tiếp giữa các thành
phần mềm
trong một
hệ thống điều
khiển
phân tán
Tại sao cần
nghiên cứu về xử lý thời gian thực
7.1 Khái niệm thờigianthực
21
© 2004, HỒNG MINH SƠN
Chương 7:
Xử lý thờigianthựcv
xử lý
phân tán
© 2005 - HMS
Kiến trúc Client/Server
–Chứcnăng
xử lý
thông tin được phân. .. 28, No. 4, December 1996
Mỗihệ
thống điềukhiểnlàmộthệ thờigianthực
Phầnlớncáchệ thờigianthựclàcáchệ
thống điều
khiển
23
© 2004, HỒNG MINH SƠN
Chương 7:
Xử lý thờigianthựcv
xử lý
phân tán
© 2005 - HMS
Kiếntrúctự trị
–Cáctrạmcóvaitrịbìnhđẳng, có thể hoạt động hồn tồn
độclậpnhưng sự phốihợphoạt động tạohiệuquả cao nhất
A
A
A
A
A
Ví dụ: Các
hệ thống xây dựng theo công nghệ Agent, Multi-Agent
... năng thờigian
thực, nâng cao độ tin cậyvàtínhlinhhoạtcủahệ thống.
Phân biệt các khái niệm:
Xử lý cụcbộ => ứng dụng đơn độc
Xử lý cạnh tranh => ứng dụng đa nhiệm
Xử lý tậptrung=> ứng dụng tập trung
Xử lý nốimạng => ứng dụng mạng (giao tiếphiện)
Xử lý
phân tán => ứng dụng
phân tán (giao tiếpngầm)
8
© 2004, HỒNG MINH SƠN
Chương 7:
Xử lý thờigianthựcv
xử lý
phân tán
© 2005 - HMS
Mộthệ... đảmbảotínhnăng thời
gian thực
–Ápdụng cho trao đổidữ liệucótínhchất ít quan trọng, thích
hợpchokiến trúc Client/Server hoặckiếntrúctự trị.
1
2
1-3 xxxxx yy
2-4 xxxxx zz
3
4
Mailbox
7
© 2004, HỒNG MINH SƠN
Chương 7:
Xử lý thờigianthựcv
xử lý
phân tán
© 2005 - HMS
Nội dung liên ngành
Kỹ thuật
điềukhiển
Khoa học
máy tính
Cơng nghệ
truyền
thơng
Hệ thờigianthực
Mạng truyền thơng
cơng nghiệp
Hệ
phân tán
Hệ iềukhiển
phân. .. 2004, HỒNG MINH SƠN
Chương 7:
Xử lý thờigianthựcv
xử lý
phân tán
© 2005 - HMS
GIAO DIỆN PHẦNCỨNG
PHẦNCỨNG MÁY TÍNH
QUẢNLÝ
TASK
QUẢNLÝ
BỘ NHỚ
QUẢNLÝ
VÀO/RA
XỬ LÝ
GIAO TIẾP
QUẢNLÝ
SỰ KIỆN
GIAO DIỆN LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG
CHƯƠNG TRÌNH
ỨNG DỤNG
CHƯƠNG TRÌNH
ỨNG DỤNG
CHƯƠNG TRÌNH
ỨNG DỤNG
4
© 2004, HỒNG MINH SƠN
Chương 7:
Xử lý thờigianthựcv
xử lý
phân tán
© 2005 - HMS
Hệ thờigianthựclàgì?
A real-time system . 1996Mỗihệ thống điềukhiểnlàmộthệ thờigianthựcPhầnlớncáchệ thờigianthựclàcáchệ thống điềukhiển
5© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 7: Xử lý thờigianthựcv xử lý phân. 1Chương 1Hệ thống ₫iềukhiểnphân tán1 3.09.06Chương 7: Xử lý thờigianthựcvà xử lý phân tán
2© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 7: Xử lý thờigianthựcv xử lý phân tán