Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-23T21:22:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 252246.pdf: 1232707 bytes, checksum: fc444f67489ad12b2dbb5ad8e8cf777c (MD5) / Este trabalho trata do problema de previsão de perda de deadline em sistemas distribuídos de tempo real. O contexto do trabalho refere-se aos sistemas com restrições temporais não críticas. O objetivo é fornecer mecanismos de previsão de perda de deadline para melhorar o desempenho desses sistemas. São propostos diferentes mecanismos para sistemas construídos a partir de threads distribuídas. Para tanto, define-se um modelo de tarefas e uma arquitetura de sistema. O modelo de tarefas é constituído de tarefas locais periódicas com deadlines críticos e tarefas distribuídas aperiódicas com deadlines firmes. A arquitetura de sistema, presente em cada nodo, é composta por uma tarefa interceptadora e uma tarefa servidora, além de tarefas periódicas locais. A seguir, os mecanismos de previsão de perda de deadlines propostos são descritos. O mecanismo baseado em Milestones utiliza restrições temporais da thread distribuída para definir um tempo de resposta estimado (um milestone). O mecanismo de previsão baseado na folga restante (FR) considera as execuções condicionais da thread distribuída para fins de previsão. O mecanismo Aperiodic Server Queue Length (ASQ) utiliza informações a respeito da carga computacional do sistema, além de informações a respeito da thread distribuída. Os mecanismos propostos foram avaliados através de simulações, considerando diferentes contextos de execução. Os resultados mostram que os mecanismos FR e ASQ geram melhores previsões que o mecanismo baseado em Milestones. De uma maneira geral, os mecanismos de previsão fornecem uma estratégia adequada para melhorar o comportamento do sistema, porque permitem a antecipação de decisões acerca das medidas necessárias para aumentar seu desempenho.

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 Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:31:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Para facilitar o desenvolvimento de aplicações de tempo real, pesquisadores propuseram uma extensão da plataforma padrão de Java, conhecida como Real-Time Specification for Java (RTSJ), com importantes mudanças que garantem a previsibilidade exigida por sistemas de tempo real. Desenvolver aplicações de tempo real e determinar o

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2013-12-05T21:34:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 227433.pdf: 760078 bytes, checksum: 07e3cb547dcf4198839f5df034bb4157 (MD5) / Aplicações tempo real modernas são dinâmicas, e não podem basear-se em cargas de trabalho no pior caso para oferecer garantias de execução. Então são necessários algoritmos de escalonamento capazes de tratar situações onde não existem recursos suficientes para todo o sistema. Nesse contexto a teoria do escalonamento baseado em valor torna-se útil para adicionar generalidade e flexibilidade a tais sistemas. Esta dissertação apresenta um estudo comparativo entre o comportamento de diferentes escalonadores tempo real em situações de sobrecarga, considerando o papel desempenhado pelo parâmetro valor. Os algoritmos analisados são EDF, HVF, HDF e DMB (Dynamic Misses Based). Este último é introduzido aqui para alterar dinamicamente o valor das tarefas refletindo suas importâncias de acordo com o número de deadlines perdidos. O principal objetivo da análise é definir o algoritmo de escalonamento mais adequado para ser usado em conjunto com a estratégia de escalonamento TAFT (Time-Aware Fault-Tolerant), levando-se em conta sua capacidade de utilizar o parâmetro valor para controlar o comportamento das tarefas. Os resultados obtidos mostram que algoritmos de escalonamento que usam o valor apresentam um melhor desempenho geral, com a penalidade da diminuição da funcionalidade. O algoritmo DMB aliado ao TAFT alcançou os resultados mais promissores devido à sua capacidade de controlar a degradação das tarefas durante a execução da aplicação.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção / Made available in DSpace on 2012-10-21T16:10:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 221787.pdf: 799150 bytes, checksum: 9264d780d083ba64fcccb99666546eb6 (MD5) / O sistema de controle via redes (Network Control Systems - NCS), consiste em malhas de controle realimentado sob um sistema de comunicação, sendo uma área de pesquisa multid iscip linar que integra as redes de comunicação, sistemas de tempo real e sistemas de controle. Neste trabalho é demonstrada a análise do impacto dos atrasos induzidos pelas redes de comunicação em NCS, como também a apresentação de metodologias de projetos com a simulação deste sistema, objetivando garantir desempenho e estabilidades aceitáveis em malhas de controle. As redes de comunicação são estudadas através das propriedades temporais do escalonamento de mensagens em tempo real, análogas ao escalonamento de tarefas de tempo real numa CPU (Central Processing Unit). São abordados três tipos de redes de comunicação em tempo real de padrão aberto e analisado o tempo de resposta das mensagens. Analisou-se o impacto do instante de amostragem e atraso sobre o desempenho de controle em sistemas de controle por computador e a problemática de sistemas de controle via redes, através de diferentes arquiteturas de NCS; além de ter-se demonstrado um estudo de caso do impacto das redes sobre o desempenho de NCS. Apresentou-se também métodos de projeto NCS baseado no WCRT (Worst Case Response Time) ou tempo de resposta das instâncias de mensagens no pior caso. O método apresentado permite ao projetista especificar um controlador em função do instante de amostragem e atraso de entrada-saída. Baseado nos conceitos de Margem de Atraso e Margem de Jitter para análise de estabilidade e projeto de sistemas de controle em tempo real, desenvolveu-se nesta tese uma inovação na aplicação de NCS. Network Control Systems NCS consist in feedback control system closed over a communication network and is a multidisciplinary area that integrates the communication networks, real-time systems and control systems. In this work, are shown analysis of impact induced for delays in communication networks supporting NCS, as also the presentation of projects methodologies with system simulation, goal to guarantee acceptable performance and stabilities in control loops. The communication networks are studied with its real-time scheduling properties of messages, with analogous properties of real-time scheduling for tasks in CPU (Central Processing Unit). Three types real-time communication networks are defined and used the worst case response time over messages are studied. The analysis of impact at sampling instant and control delay over control performance in computer control systems and an extension to network control systems were realized, across the different NCS architectures, showing the case studies of network impact over NCS performance. Some NCS projects methodology based on WCRT (Worst Case Response Time) were presented and other method that allows designer to specify a controller in function of sampling period and input-output delay.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T07:11:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 228111.pdf: 2060978 bytes, checksum: d002fbe7c9f25aab303c0727dfa3febe (MD5) / O módulo de controle de defasagem da estratégia Traffic-responsive Urban Control - TUC para controle em tempo-real de tráfego urbano é substituído por um método de maximização de largura de banda. A maximização de largura de banda é realizada em tempo-real, baseada nas mudanças das porcentagens de verde e do tempo de ciclo. Em vias arteriais é desejável, por operadores de tráfego e motoristas, uma boa progressão veicular. Técnicas de maximização de largura banda são largamente utilizadas em sistemas de planos a tempos fixos para favorecer a progressão veicular em vias arteriais. No controle em tempo-real a utilização destas técnicas não foi explorada. Simulações em uma via arterial com cinco interseções foram realizadas. Os resultados indicam que o desempenho desta estratégia é comparável com a estratégia de controle TUC e superior à estratégia de tempo fixo ajustada otimamente.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-15T23:28:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-17T01:05:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T22:17:49Z : No. of bitstreams: 1 109907.pdf: 127908171 bytes, checksum: e96e0bf968ad4086899866c0351a08bd (MD5) / Esta tese propõe um modelo e uma linguagem de programação que exploram a potencialidade dos paradigmas de orientação a objetos e reflexão computacional, visando contribuir para a solução de vários problemas encontrados atualmente na programação de sistemas tempo real. O modelo proposto, denominado Modelo RTR, permite a definição e o uso de restrições temporais e algoritmos de escalonamento de acordo com as especificidades da aplicação e de forma independente do suporte de execução subjacente, provendo flexibilidade e independência de ambiente operacional. Além disso, a separação entre questões funcionais e de controle, resultante do uso de reflexão computacional, facilita o gerenciamento da complexidade e incrementa a possibilidade de reutilização e a capacidade de manutenção dos sistemas desenvolvidos. A linguagem proposta, denominada Java/RTR, é uma extensão da linguagem Java que implementa explicitamente o modelo RTR, integrando a capacidade temporal do modelo RTR com as facilidades convencionais de Java. A potencialidade e a expressividade da abordagem proposta são demonstradas através de diversos exemplos envolvendo diferentes situações típicas de tempo real, incluindo a representação da sincronização ern aplicaçes multimídia. Além disso, uma extensão do modelo RTR para ambientes distribuídos abertos é descrita e exemplificada. Adicionalmcnte, esta tese também apresenta um estudo abrangente sobre modelos e linguagens tempo real baseados em objetos e/ou reflexão computacional existentes.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-24T23:44:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 289042.pdf: 954378 bytes, checksum: 425c47463304c441d075e74b1c269f0f (MD5) / Com a contínua expansão da Internet, a busca de informação relevante deve atender requisitos de tempo e qualidade. A área da inteligência artificial possui soluções de busca informada sofisticadas que tratam essas variáveis: tempo e qualidade. Esses sistemas de busca de informação são sistemas distribuídos de tempo real, uma área emergente de pesquisa e que tem nos apresentado soluções de arquitetura computacional com alta escalabilidade. Uma alternativa para a busca de informação em tempo real é a tecnologia de agentes móveis, a qual vem sendo objeto de pesquisa desde antes da popularização da Internet, mas vem ganhando força com a padronização desta tecnologia através da FIPA, uma fundação filiada ao IEEE. A introdução de agentes móveis no cenário de sistemas distribuídos traz diversas vantagens e possuem características que são altamente desejáveis para sistemas distribuídos de tempo real. Os agentes móveis também utilizam técnicas originadas na inteligência artificial para melhorar seu desempenho em cenários com restrição temporal. Uma dessas técnicas é a de anytime algorithms, que permite ao algoritmo controlar a qualidade da resposta em função do tempo de execução. Neste trabalho serão apresentados cenários envolvendo busca de informação em servidores distribuídos. Para realizar experimentos nestes cenários, serão apresentadas novas heurísticas para determinação de itinerário de agentes móveis na busca de informação em ambientes distribuídos com características de tempo real. Serão utilizadas plataformas de agentes móveis existentes no mercado, padrões de tecnologia de agentes e também técnicas de controle de execução de algoritmos em ambientes de tempo real.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-24T03:59:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258001.pdf: 357562 bytes, checksum: ad8baaa7a1109b32e7faba42d9f07ba7 (MD5) / As técnicas de gerência de energia, como DVS e hibernação de recursos, são essenciais para a modelagem de sistemas embarcados capazes de gerenciar seus próprios consumos de energia; contudo, elas, freqüentemente, ocasionam sobrecusto e/ou latência. Esses fatores não podem ser ignorados em sistemas que buscam garantir métricas de tempo real e/ou de QoS. Contudo, frisamos que não é suficiente garantir as métricas de tempo real e/ou de qos se, fazendo isso, o sistema consome com o orçamento de energia disponível e não é capaz de completar suas tarefas críticas. Neste trabalho, utilizamos o tempo de duração da bateria esperado como um parâmetro de QoS -- QoS em termos de energia. O objetivo não é apenas economizar energia, mas aumentar a utilidade da aplicação, garantindo o tempo de duração da bateria desejado e, ainda, preservando os prazos das tarefas hard real-time. O controle dos níveis de qos foi inspirado na Computação Imprecisa que divide cada tarefa em parte obrigatória e em parte opcional. Dado um conjunto de tarefas e seus associados tempos de execução e consumos de energia, disponibilizamos equações para verificar a sua escalonabilidade em tempo de projeto. Em tempo de execução, um escalonador preemptivo para tarefas imprecisas descarta partes opcionais quando existe a possibilidade dos prazos e/ou do tempo de duração do sistema requerido serem perdidos. Nos períodos ociosos criados, o escalonador invoca um gerente de energia oportunista. Implementamos um protótipo usando o EPOS para fornecer suporte ao algoritmo de escalonamento com tarefas imprecisas e execuções condicionais aos parâmetros desejados. Com base em um estudo de caso, mostramos que esse mecanismo permite as aplicações alcançarem seus compromissos entre QoS e consumo de energia.