Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:43:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Apresenta-se uma metodologia para modelagem e análise de sistemas de tempo real com escalonamento utilizando técnicas de verificação de propriedades no contexto do projeto Topcased. Entre as linguagens para descrição de sistemas adotadas em tal projeto, adota-se V-Cotre. A Rede de Petri Temporal com Stopwatch (RPT-Sw) é utilizada como formalismo para exprimir as aplicações de tempo real e os mecanismos de escalonamento. As ferramentas de análise e verificação de Tina para este formalismo servem de base para abordagem proposta. Para validar as proposições apresentadas, três escalonadores clássicos são modelados: Rate Monotonic, Immediate Priority Ceiling Protocol e Earliest Deadline First; mas apenas os dois primeiros são verificados. Constatam-se limitações da linguagem V-Cotre para representação de algumas características destes sistemas e sugere-se um enriquecimento da linguagem como solução para esta limitação. Como a tradução da linguagem V-Cotre para o formalismo de base da verificação ainda não está completamente terminada, modelos simples em RPT-Sw são construídos manualmente para verificação dos dois primeiros tipos de escalonamento citados. Sugere-se um novo formalismo baseado em RPT-Sw de forma a permitir a representação completa destes sistemas. Os resultados de verificações sobre estes modelos com a ferramenta Tina demonstram que a abordagem baseada na verificação produz resultados equivalentes aos dos testes de escalonamento clássicos, sendo que estes podem ser eventualmente complexos em sistemas com muitas tarefas e recursos aninhados. Além disso, os testes efetuados permitem visualizar diversas análises em um nível de abstração "com escalonamento", de forma a aperfeiçoar a utilização de material, permitindo melhores escolhas de tempos relativos aos sistemas de tempo real.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-23T11:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 239807.pdf: 18187149 bytes, checksum: 88af1f523d5e0f43d2768d9bd593768c (MD5) / Com o paradigma de melhor esforço (best-effort) oferecido pela Internet atual, clientes de novos tipos de aplicações (VoIP e IPTV) têm que conviver com aplicações tradicionais da Internet como: e-mail e simples web sites. Contudo, verifica-se que nem todos os tipos de tráfego têm os mesmos requisitos de confiabilidade, segurança e urgência. Considerando-se a infra-estrutura de rede, existem algumas propostas nesse sentido, elaboradas sob a coordenação da IETF (Internet Engineering Task Force). Entretanto, em nível de aplicação os esforços ainda são limitados, não sendo encontrados na grande maioria dos servidores web.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-23T12:12:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 239813.pdf: 1501064 bytes, checksum: f89e0dca458eb4ad8e32c1d08ee74359 (MD5) / Este trabalho investiga o problema de escalonamento de recursos de rede no contexto de sistemas móveis cooperativos que trocam mensagens com requisitos de tempo real firmes utilizando uma rede sem fio compatível com o adendo IEEEE 802.11e. Assim, devido a aspectos físicos da comunicação sem fio, a retransmissão de mensagens é um problema crucial, especialmente em uma aplicação de tempo real. Experimentos realizados neste contexto mostraram que a abordagem regular para retransmissões proposta pelo adendo IEEE 802.11e não é suficiente para aplicações de tempo real que necessitam um certo nível de confiabilidade. Para tratar este problema, este trabalho propõe uma nova abordagem que integra retransmissão e escalonamento de mensagens de forma combinada na camada de acesso ao meio. De acordo com a abordagem proposta, o algoritmo de escalonamento é capaz de lidar com os erros de transmissão residuais e aumentar o grau de confiabilidade para as mensagens de tempo real. Assim, a solução proposta é flexível para lidar com falhas inesperadas e suportar requisitos adicionais de qualidade de serviço aumentando a robustez e a adaptabilidade do sistema. A abordagem proposta é avaliada através de simulações em diferentes cenários de carga de tráfego. Os resultados obtidos são analisados comparativamente com a abordagem padrão para escalonamento e retransmissão do adendo IEEE 802.11e. Estes resultados confirmam os benefícios da proposta.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T05:52:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 257009.pdf: 1184312 bytes, checksum: 2687d72b90c78c1ad6ef9dc6e59f2774 (MD5) / Esta tese apresenta um novo modelo de tarefas para expressar requisitos temporais que não podem ser facilmente representados em termos de deadlines e períodos. Neste modelo, tarefas são divididas em segmentos A, B e C. O segmento A é responsável por realizar algumas computações e após seu término explicitar o intervalo de tempo dentro do qual o segmento B deve executar para cumprir alguns requisitos de aplicação. Finalmente, após a execução de B o segmento C é liberado para executar. A execução do segmento B é válida se realizada dentro daquele intervalo de tempo; caso contrário, sua contribuição pode ser considerada sem valor para sua tarefa. O modelo utiliza funções benefício para indicar quando a ação deve ser executada para obtenção do máximo benefício. Soluções da literatura de tempo real são adaptadas e integradas para produzir uma solução de escalonamento para este problema. Como resultado, foram criadas algumas abordagens (síncronas e assíncronas) desenvolvidas especificamente para o modelo. Testes de escalonabilidade offline foram desenvolvidos para cada abordagem. Estes testes, além de um resposta aceita/rejeita, fornecem um limite inferior e superior para a qualidade que será obtida pelo segmento B em tempo de execução. No decorrer do trabalho, foram realizadas diversas contribuições à área de tempo real, em específico na área de algoritmos de atribuição de prioridades, redução do pessimismo no tempo de resposta de segmentos não preemptivos e na análise de melhor momento de liberação para os segmentos B.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2007. / Submitted by Luis Felipe Souza (luis_felas@globo.com) on 2009-01-09T13:17:21Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_2007_JorgeSchtoltz.pdf: 2102171 bytes, checksum: a4bba0ce43d48ec2f9d4854022bc8eb4 (MD5) / Approved for entry into archive by Georgia Fernandes(georgia@bce.unb.br) on 2009-03-04T14:38:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao_2007_JorgeSchtoltz.pdf: 2102171 bytes, checksum: a4bba0ce43d48ec2f9d4854022bc8eb4 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-03-04T14:38:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_2007_JorgeSchtoltz.pdf: 2102171 bytes, checksum: a4bba0ce43d48ec2f9d4854022bc8eb4 (MD5) / O escalonamento estático de um programa, representado por um grafo dirigido acíclico de tarefas, em um ambiente multiprocessado, tem o objetivo de minimizar o tempo de conclusão do programa. Apesar das pesquisas nesta área terem obtido heurísticas eficientes, encontrar um escalonamento ótimo é um problema NP - Completo. Clusters de workstations podem ser utilizados no processamento paralelo de programas e devido à complexidade de integração entre os programas, o monitoramento e a simulação são efetuados através de ferramentas que gerenciam o cluster e a execução dos programas paralelos. Dentre as ferramentas analisadas, o PM2P, será utilizado como base de estudo devido ao conhecimento da ferramenta. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento e implementação na ferramenta citada um monitoramento periódico para verificar a disponibilidade das máquinas do cluster e re-escalonar os programas se houver necessidade ou ganho de desempenho. Para testar este monitoramento foram implementados, devido à carência de algoritmos na ferramenta, três algoritmos estáticos voltados para o escalonamento de tarefas que possam ser representados por um GDA (Grafo Dirigido Acíclico). Estes algoritmos funcionam de forma similar, gerando uma lista em ordem topológica das tarefas e àquelas pertencentes ao mesmo nível, portanto, concorrentes entre si, são ordenadas pelo maior ou menor tempo de execução. As tarefas são distribuídas de acordo com a disponibilidade das máquinas no cluster e o objetivo do algoritmo de escalonamento é manter o makespan gerado igual ao tempo do caminho crítico do grafo. Os resultados dos testes, as conclusões sobre o monitoramento e re-escalonamento serão demonstradas através de tabelas e mapas de Gantt para facilitar a visualização e o entendimento. Foram testados conjuntos de tarefas distintas que representam aplicações exemplo. Foi observado que aplicações rápidas, que finalizam sua execução concomitante ou logo após o tempo gasto para verificar a disponibilidade das máquinas no cluster, o monitoramento e o reescalonamento não são necessários e neste caso é recomendável o reinício da aplicação. Ao contrário, aplicações que demandam mais tempo para sua execução, o monitoramento e o re-início de algum programa no caso de indisponibilidade de uma máquina são importantes, uma vez que a aplicação continua sua execução com a nova arquitetura de máquinas, a partir do ponto de detecção da falha. Apesar do custo adicional para execução da atividade, conclui-se que há vantagens em se ter um cluster monitorado quando da execução dos programas paralelos utilizando a biblioteca MPI. ______________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Static scheduling of a program represented by a directed acyclic graph task on a multiprocessor environment to minimize the program completion time is the goal. It is a wellknown problem of concurrent processing. Although the researches in this area already have reached heuristic efficient to find an optimal scheduling is a NP-Complete problem. The Cluster of Workstations can be used to the parallel processing of programs and due to the program interaction complexity, the monitoring and the simulation are made through frameworks that manage the cluster and the parallel program execution. Among the frameworks analyzed, the framework PM2P, will be used as the base study. The objective of this work is the development and implements a periodic monitoring to verify the machines availability at the cluster and rescheduling the programs whether is necessary or to improve the performance. It has been implemented, to test this periodic monitoring due to the framework algorithms lack new three static algorithms toward the scheduling of programs of tasks that could be represented by DAG (Directed Acyclic Graph). These three algorithms working in a similar way, each one create a topological order list of the tasks and they scheduling the tasks that belongs at the same level of the graph and ordering these tasks by the bigger or smaller execution time criteria. The tasks are sorted and distributed through the cluster machines in accordance with the availability of them. The scheduling goal is getting the graph makespan like the critical path time. The tests results, monitoring conclusions and the scheduling algorithms proposals will be demonstrated with tables and Gantt charts to a best exhibition and comprehension. The tests were over sets of different tasks that representing some real application. It was observed that applications with small execution time finish their at the same time or as soon as the framework check the cluster machines availability. In these cases are not necessary to rescheduling the applications and is recommended restart them. By the other hand, applications with big execution time, the programs monitoring and the restart of some program is important if any machine become unavailability. So, the application continues this execution at the restart point using the other workstations. Nevertheless the additional monitoring overhead, the conclusions show that exist advantages of monitoring the cluster when are executing a parallel programs using the MPI library with a big execution time.

Problemas de escalonamento ocorrem com freqüência, principalmente em empresas de manufatura. Entretanto, na maioria das vezes, ferramentas matemáticas de apoio à decisão são pouco utilizadas, pois requerem profissionais capacitados, softwares caros e computadores muito potentes. Esta dissertação tem como objetivo mostrar uma heurística capaz de reduzir a quantidade de fôrmas na indústria calçadista. Inicialmente, foram comparadas as soluções fornecidas pela heurística com as soluções obtidas a partir do modelo matemático de programação linear, com a finalidade de verificar o quão próximas estão ambas as respostas. Em seguida, foram comparadas a solução fornecida pela heurística e a solução presentemente adotada por uma empresa de calçados denominada de Empresa de Calçados X. Os principais resultados obtidos foram: a) o resultado fornecido pela heurística apresenta menos de 10% de acréscimo no número de pares de fôrmas em relação ao resultado fornecido pelo modelo matemático de programação linear inteira tipo 0/1; b) a solução fornecida pela heurística reduz, em média, 23,4% a quantidade de fôrmas necessárias, podendo chegar próximo a 40%. Isto pode trazer uma estimativa de redução anual na ordem de R$ 288.100,00; c) o percentual de redução na quantidade de pares de fôrmas é variável, dependendo de cada caso.

Este trabalho descreve uma implementação de um modelo de escalonamento para a linguagem de programação DPC++. Esta linguagem, desenvolvida no Instituto de Informática da UFRGS, possibilita que uma aplicação orientada a objetos seja distribuída entre vários processadores através de objetos distribuídos. Muito mais que uma simples biblioteca de comunicação, o DPC ++ torna a troca de mensagens totalmente transparente aos objetos. A integração do DPC++ com o DECK, também em desenvolvimento, trará grandes inovações ao DPC++, principalmente pelo uso de theads. O escalonador proposto para este modelo utiliza estes recursos para implantar os chamados processos espiões, que monitoram a carga de uma máquina, enviando seus resultados ao escalonador. O escalonador implementado possui, desta forma, dois módulos: objetos espiões implementados como um serviço do DECK e o escalonador propriamente dito, incluído no objeto Diretório, parte integrante do DPC++.

Submitted by Kleber Silva (kleberbs@ufba.br) on 2017-02-06T17:24:05Z No. of bitstreams: 1 dissertação-Jose Augusto.pdf: 918097 bytes, checksum: d6d73ea4db6be8c29efc7d4d621ec204 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-02-07T12:20:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertação-Jose Augusto.pdf: 918097 bytes, checksum: d6d73ea4db6be8c29efc7d4d621ec204 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-07T12:20:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertação-Jose Augusto.pdf: 918097 bytes, checksum: d6d73ea4db6be8c29efc7d4d621ec204 (MD5) / Atualmente, muitos sistemas mecatrônicos apresentam comportamentos definidos segundo restrições temporais e são comumente identificados como Sistemas de Tempo Real (STR). Estes sistemas são encontrados em diversas áreas que envolvem tecnologia, como automação industrial, telecomunicações e sistemas espaciais. Em todas essas áreas, há um rápido progresso tecnológico, que contribuí com o aumento na complexidade do software e na demanda de processamento. Uma tendênca crescente de utilização de plataformas com múltiplas unidades de processamentovem ocorrendo nos últimos anos. Chips contendo 100 núcleos de processamento são agora uma realidade. Neste contexto, o problema de escalonamento de tarefas deve ser avaliado levando em consideração esta tendência de paralelismo, pois a garantia das restrições temporais dos STR depende de como suas tarefas são escalonadas. O problema de escalonar n tarefas esporádicas num sistema de tempo real executando numa plataforma composta de m processadores idênticos é abordado nesta dissertação. A solução proposta é nomeada Hime (Higest-priority migration managed by EDF), a qual possui várias características interessantes: a maioria das tarefas executadas num único processador; existem no máximo [0,5m] tarefas migratórias; tanto os custos de utilização e a complexidade de sua implementação são baixos. O desempenho de Hime foi avaliado analiticamente e por simulação, os quais constataram que qualquer conjunto de tarefas com utilização não superior a 72,2% do sistema cumpre seus requisitos temporais que Hime pode lidar com sistemas que possuem utilização maior que 95% da capatidade de processamento do sistema. Tais resultados vêm contribuir com a área de STR multiprocessados ao mesmo tempo em que indicam possíveis ramos de investigação.

Submitted by Kleber Silva (kleberbs@ufba.br) on 2017-05-31T19:17:00Z No. of bitstreams: 1 Ernesto Massa - Tese.pdf: 1801835 bytes, checksum: 8f11ff14bc272ec3af4ab83c894eb5db (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-06-06T14:41:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Ernesto Massa - Tese.pdf: 1801835 bytes, checksum: 8f11ff14bc272ec3af4ab83c894eb5db (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T14:41:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ernesto Massa - Tese.pdf: 1801835 bytes, checksum: 8f11ff14bc272ec3af4ab83c894eb5db (MD5) / Sistemas de tempo real se caracterizam não somente pela necessidade do seu correto processamento lógico, mas também por terem que atender requisitos temporais, sendo a ordem escolhida para a execução das suas tarefas um aspecto particularmente relevante. Quando estes sistemas são classificados como críticos, o atendimento dos requisitos temporais é obrigatório, sob a pena de consequências catastróficas. A recente proliferação de sistemas computacionais compostos por múltiplos processadores fez com que as estratégias de escalonamento consolidadas para sistemas com uma única unidade de processamento, porém ineficientes para ambientes com múltiplos processadores, tivessem que ser substituídas por novas estratégias. As duas abordagens inicialmente adotadas, particionada e global, apresentaram problemas de eficiência ou de aplicabilidade, abrindo espaço para a abordagem semi-particionada. Esta estratégia distribui as tarefas pelos processadores, permitindo que apenas algumas tarefas específicas tenham permissão pera executar em dois ou mais processadores. Para que nenhuma destas tarefas específicas execute simultaneamente em mais de um processador, os algoritmos que seguem abordagens semi-particionadas definem reservas de tempo em que estas ocuparão os processadores, controlando a sua execução. Aproveitando-se de servidores, que garantem isolamento temporal entre tarefas que executam em um mesmo ambiente, este trabalho apresenta dois novos servidores como instrumento para implementar reservas de tempo, propondo dois novos algoritmos de escalonamento para sistemas de tempo real críticos em ambientes com múltiplos processadores que se utilizam destes servidores. Os experimentos realizados revelaram que os desempenhos destes algoritmos são comparáveis aos principais algoritmos de escalonamento relacionados, sendo que um dos algoritmos desenvolvidos foi provado ser ótimo com relação ao uso da capacidade computacional em múltiplos processadores.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-24T10:33:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 263781.pdf: 4695574 bytes, checksum: e49d16566351522be4a3fadb76045991 (MD5) / O escalonamento em grades envolve um grande número de tarefas. Estas incluem a busca de recursos em uma coleção de sistemas computacionais heterogêneos geograficamente distribuídos e a tomada de decisão de quais destes recursos usar. Apesar dos esforços dos escalonadores de grades atuais, estes possuem alguma dificuldade de garantir um bom escalonamento devido a natureza dinâmica da grade, isto é, a disponibilidade e a capacidade dos recursos da grade mudam dinamicamente. As informações sobre os recursos usadas pelos escalonadores são providas por um serviço de informação. Porém, o uso destas informações podem levar a escalonamentos que não são muito próprios devido a desatualização das mesmas. A principal contribuição desta tese é a proposta de uma nova infra-estrutura de escalonamento para grades computacionais, denominada GRIDTS. Nesta infra-estrutura os recursos é que são os responsáveis pela seleção das tarefas a serem executadas. Esta seleção é feita de acordo com as capacidades momentâneas do recurso. Lembrando que no escalonamento tradicional a busca é feita pelos escalonadores, os quais procuram recursos apropriados para as tarefas disponíveis, a abordagem proposta elimina a necessidade de um serviço de informação. Os recursos conhecem suas situações instantâneas permitindo a obtenção de bons escalonamentos. Portanto, a nossa proposta evita escalonamentos baseados em informações não precisas. A definição da infra-estrutura proposta está fortemente baseada na coordenação por espaço de tuplas. A infra-estrutura proposta também provê um escalonamento tolerante a faltas através da combinação de um conjunto de técnicas de tolerância a faltas. O GRIDTS é avaliado através de provas de correção, assim como por simulações. Os resultados obtidos demonstram que o GRIDTS é uma solução viável e que consegue atingir seus objetivos de modo eficiente, lidando com faltas sem afetar significativamente o escalonamento.