Разработка системы реального времени в виде планировщика исполнения заданий (стр. 11 из 12)
· CFDIU.
Диаграмма 15. Старт - Включено - Направить команду (необязательное действие) - Получить отчет - Отобразить отчет - Выбор: Окончить работу? Да – Выключено; Нет - Направить команду (необязательное действие).
· APM.
Диаграмма 16. Старт - Получение запроса - Передать настройки - Получение запроса.
· Шина передачи данных.
Диаграмма 17. Старт - Неактивна - Включение CFDIU => Активна - Выбор: Перенаправление команды; Передача отчета. - Выбор: Выключение CFDIU => Неактивна; Активна.
· Бортовая система.
Диаграмма 18. Старт - Работает - Отправка сообщения в Энергонезависимую память - Отправка сообщения к OMSI - Работает.
· Энергонезависимая память.
Диаграмма 19. Старт - Активна - Записать сообщение от Бортовой системы - Передать сохраненные сообщения OMSI (необязательное действие)- Уничтожить сообщения, не нужные OMSI - Активна.
На диаграмме 9 представлены основные классы создаваемой системы: OMSI, CFDIU, Шина передачи данных, APM, Энергонезависимая память, Бортовая система.
· OMSI – интерфейсная система, обеспечивающая взаимосвязь функциональной системы, (например, T2CAS – системы предупреждения сближения самолетов, правильнее «предотвращения столкновения») с центральным устройством отображения данных CFDIU.
· Задача CFDIU предоставлять экипажу самолета данные о функционировании всех бортовых систем. С помощью меню экипаж (или техник на земле) может вступить во взаимодействие с конкретной функциональной бортовой системой (интерактивный режим). В остальных случаях CFDIU просто отображает (нормальный режим) состояние бортовых систем, которые через свои OMSI сообщают CFDIU свои состояния, посылая сообщения Label350.
· Процесс взаимодействия OMSI и CFDIU происходит через Шину передачи данных. Если шина не активна, то это может означать, что бортовая система к CFDIU не подключена, а, следовательно, некому слать сообщения.
· APM - это подсистема (таблица данных с интерфейсом) хранящая настройки данного самолета. Бортовая система типа T2CAS может ставиться на различные самолеты, и должна подстраиваться к работе конкретного борта. В частности, CFDIU не единственный вариант устройства отображения данных для экипажа. Могут быть и другие (на разных типах самолетов), тогда и протокол обмена реализуется с учетом соответствующей центральной системы.
· После сбоя в электропитании OMSI должен извлечь отчет о неисправности из энергонезависимой памяти, которая в данном случае будет представлена отдельным объектом создаваемой программной системы.
· Объект Бортовая система моделирует те сведения, которые должна иметь интерфейсная система о функциональной для взаимодействия.
Был проведён анализ предметной области систем реального времени. Определены основные отличия систем данного типа от других подобных систем и особенности управления исполнением задач. Были рассмотрены используемые классификации и отличительные особенности современных систем.
На основе проведенного анализа была спроектирована система, состоящая из двух основных подсистем: планировщика заданий реального времени и прикладного приложения – авиационного протокола.
Для обоих подсистем выполнены этапы создания системных и функциональных требований, определены используемые алгоритмы и архитектуры.
Для протокола использована современная методология разработки ПО и создана модель классов системы. В целом стоит отметить, что классы в проектируемой системе обладают простотой проектирования за счёт отсутствия иерархических связей, однако применяемый метод позволяет с относительной простотой усложнять структурные связи и расширять область проектирования.
На основе найденных при проектировании прикладного приложения недостатков используемой платформы в дальнейшем могут быть изменены функциональные или архитектурные особенности планировщика. Так же предполагается использование прикладного приложения для непосредственного тестирования планировщика.
1. С. Кузнецов «Механизмы IPC в операционной системе Unix». учебные материалы конференции «Индустрия Программирования 96», Центр Информационных Технологий, 1996.
2. Алексей Быков «Системное администрирование IBM AIX 4.x».
3. Dr. Jurgen Sauermann, Melanie Thelen «Real-time Operating Systems. Concepts and Implementation of Microkernels for Embedded Systems».
4. See-Mong Tan, David K. Raila, Roy H. Campbell «A case for nano-kernels». Department of Computer Science, University of Illinois at Urbana-Champaign, 1996, 11 стр.
5. Michel Gien «Micro-kernel Architecture. Key to Modern Operating Systems Design». Chorus systems, 1990, 10 стр.
6. Booch G. «Object-oriented analysis and design with application, second edition». The Benjamin / Cummings Publishing Company, Inc, 1994, 589 стр.
7. Романовский К., Ивановский Б., Кознов Дм., Долгов П. «Обзор нотаций методологии Real». //http://www.tepcom.ru/produkts/real/Report_Notations_A .asp.
8. ITU «SDL methodology guidelines and bibliography». Appendices i to recommendation Z.100, 1993,107 стр.
9. Selic B., Gullekson G., Ward P.T. «Real-time object-oriented modeling». John Wiley & Sons. Inc, 1994, 525 стр.
10. ITU «Recommendation Z.100: Specification and Description Language (SDL)». 1993, 204 стр.
11. Бардзинь Я.М., Калкиньш А.А., Стродс Ю.Ф., Сыцко В.А. «Язык спецификаций SDL/PLUS и его применения». Рига, 1988, 313 стр.
12. IEEE Standards Project P1003.4a «Thread Extension for Portable Operating Systems. Draft 6». Draft 6.-IEEE, 1992.
13. Алан Джок «ОС реального времени».
Диаграмма 2. Стандартные прикладные интерфейсы.
Таблица 3. Время отклика.
Таблица 4. Сравнение различных операционных систем.
Рисунок 5. ОС в пространстве "адресация-класс-стандартизация".
Диаграмма 6. Время реакции различных систем на прерывание
Диаграмма 7. Время переключения контекста
| ОСРВ | Разработчик | Область применения | Web-адрес | Комментарии |
| C Executive | JIMI Software Systems | Коммерческая | www.jmi.com | Система реального времени для программ на Си; поддерживает процессоры архитектур CISC и RISC |
| ITRON | ITRON Committee, TRON Association | Коммерческая | www.itron.gr.jp/home-e.html | Спецификация разработана японской технологической ассоциацией; ориентирована на промышленные приложения |
| LynxOS | LynuxWorks | Коммерческая | www.lynuxworks.com | Совместима с Linux; поддерживает Unix и Java |
| OS-9 | Microware Systems | Коммерческая | www.microware.com | Поддерживает микроархитектуру Intel XScale; модульная структура стимулирует добавление к системе новых устройств |
| QNX | QNX Software Systems | Коммерческая | www.qnx.com | Изолирует приложения, библиотеки, данные и системное программное обеспечение |
| VxWorks, VxWorks AE | Wind River Systems | Коммерческая | www.windriver.com | Позволяет изолировать совместно используемые приложения, библиотеки, данные и системное ПО |
| Chimera | Университет Карнеги- Меллона | Экспери- | www.cs.cmu.edu/afs/ cs.cmu.edu/project/ chimera/www/chimera/ chimera.html | Поддержка многозадачности и многопроцессорных систем; предназначена для роботов и автоматизированных систем |
| Maruti | Университет шт. Мэриленд | Экспери- | www.cs.umd.edu/ | Поддерживает режимы "жесткого" и "мягкого" реального времени |
Таблица 8. Современные представители систем реального времени.
Диаграмма 9. Основные классы системы протокола.
Диаграмма 10. Схема взаимодействия объектов СРВ.
