سیستم‌های بی‌درنگ

Real-Time Systems

شماره درس: ۴۰۴۵۳	تعداد واحد: ۳
مقطع: کارشناسی	نوع درس: نظری
پیش‌نیاز: –	هم‌نیاز: سیستم‌های عامل

اهداف درس

هدف از این درس، آشنا کردن دانشجویان با مفاهیم بی‌درنگی و اجرای به موقع کارها است، به گونه‌ای که بتوانند سامانه‌هایی را طراحی یا تحلیل کنند که نه تنها پاسخ صحیح را حساب می‌کنند بلکه با وجود کارها و وظایف متنوع تناوبی و غیر تناوبی، آن‌ها را به موقع انجام می دهند. شناخت شرایط تحقق بی‌درنگی و زمان‌بندی درست و اولویت‌بندی کارها از دیگر اهداف درس است.

ریز مواد

مقدمه‌ای بر سیستم‌های بی‌درنگ و تقسیم بندی‌ها و کاربردهای آن
- انگیزه‌ها، تعاریف، انواع وظایف (نرم یا سخت، غیر تناوبی یا متناوب)، اجزای یک سیستم بی‌درنگ نمونه
مدل‌سازی و وارسی ویژگی‌های سیستم‌های بی‌درنگ (به کمک شبکه پتری)
- بررسی و مدل‌سازی همروندی، به اشتراک گذاری منابع، زنده و محدود بودن، اجرا یا کار زماندار، برآورد و ارزیابی زمان اجرا و رعایت موعد و محدودیت‌های زمانی
زمان‌بندی وظایف دوره‌ای (Periodic) در تک پردازنده
- زمان‌بندی وظایف با اولویت‌های ایستا و پویا (Rate monotonic, EDF…)
- بررسی معیارها و شروط زمان‌بندی پذیری (Schedulability) در سیستم‌های بی‌درنگ
- وظایف انحصاری (Non preemptive) و غیر انحصاری (یا قابل انقطاع: Preemptive)
زمان‌بندی وظایف غیر دوره‌ای (Aperiodic) و پراکنده (Sporadic) و حالت زمان‌بندی ترکیبی با وظایف دوره‌ای در تک پردازنده
- شروط زمانبندی پذیری، روش‌های توزیع وظایف
- ارائه‌ی انواع الگوریتم‌های زمان‌بندی (FCFS, Polling server, Deferred server, Slack stealing, Sporadic…)
اشاره‌ی اجمالی به زمان‌بندی وظایف در چندپردازنده ها
بررسی اجمالی مفهوم و نقش قابلیت اطمینان، قابلیت دسترسی و روش‌های تحمل پذیری اشکال در سیستم‌های بی‌درنگ
ارتباطات بی‌درنگ
- محدودیت‌های زمانی در ارتباطات و پروتکل‌های ارتباطی بی‌درنگ در شبکه

ارزیابی

تمرین‌های نظری: ۲ نمره
آزمون‌های میان‌ترم و پایانی: ۱۵ نمره
پروژه‌ی عملی: ۳ نمره

مراجع

G. C. Buttazzo. Hard real-time computing systems: predictable scheduling algorithms and applications. 3rd Edition, Springer, 2011.
J. W. S. Liu. Real-Time Systems. Prentice Hall, 2000.
Ph. A. Laplante. Real time systems design and analysis. 3rd Edition, IEEE Press & Wiley InterScience, 2004.
C. M. Krishna and Kang G. Shin. Real-Time Systems. McGraw-Hill, 1997.
Some real-time related conference and journal papers.