Real-time operační systémy

• 26 hod. přednášky
• 13 hod. pc laboratoře
• 13 hod. projekty

Teoretický základ z oblasti specifikace/verifikace a praktická znalost operačních systémů pracujících v reálném čase. Po absolvování předmětu studenti budou schopni využít víceúlohové možnosti real-time operačních systémů, porozumí základním principům z oblasti real-time systémů, seznámí se s vlastnostmi, strukturou a konkrétními implementacemi těchto systémů a s faktory, které mají podstatný vliv na vlastnosti těchto systémů.

Teoretické a praktická orientace v oblasti vývojového cyklu aplikací pracujících v reálném čase, schopnost navrhovat aplikace založené na real-time operačních systémech.

Cílem předmětu je seznámit studenta se základními principy v oblasti real-time systémů a obohatit studenta o teoretické znalosti a praktické zkušenosti spojené s vývojovým cyklem vestavěných aplikací založených na real-time operačních systémech.

Znalost principů operačních systémů (OS): přehled architektur OS, klasifikace OS, znalost struktury jádra OS UNIX a principů volání služeb jádra, shell. Pojmy přepínání kontextu, multitasking. Souborové systémy, správa procesů, virtuální paměť. Znalost programování v jazyce C.

• • Cottet, F., Delacroix, J., Kaiser, C., Mammeri, Z.: Scheduling in Real-Time Systems. John Wiley & Sons, 2002, 266 p., ISBN 0-470-84766-2.
  • Labrosse, J. J.: MicroC OS II: The Real Time Kernel. Newnes, 2nd ed., 2002, 648 p., ISBN 978-1578201037.
  • Laplante, P. A.: Real-Time Systems Design and Analysis. Wiley-IEEE Press, 2004, 528 p., ISBN 0-471-22855-9.
  • Strnadel, J.: Studijní opora k předmětu ROS. FIT VUT v Brně, Brno, 2006, 120 p.

• Cheng, A. M. K.: Real-Time Systems: Scheduling, Analysis, and Verification. Wiley, 2002, 552 p., ISBN 0-471-18406-3.
• Cottet, F., Delacroix, J., Kaiser, C., Mammeri, Z.: Scheduling in Real-Time Systems. John Wiley & Sons, 2002, 266 p., ISBN 0-470-84766-2.
• Joseph, M.: Real-Time Systems Specification, Verification and Analysis. Prentice Hall, 1996, p. 278, ISBN 0-13-455297-0.
• Krishna, C. M., Shin, K. G.: Real-Time Systems. McGraw-Hill, 1997, 448 p., ISBN 0-07-114243-6.
• Labrosse, J. J.: MicroC OS II: The Real Time Kernel. Newnes, 2nd ed., 2002, 648 p., ISBN 978-1578201037.
• Laplante, P. A.: Real-Time Systems Design and Analysis. Wiley-IEEE Press, 2004, 528 p., ISBN 0-471-22855-9.
• Levi, S. T., Agrawala, A. K.: Real-Time System Design. McGraw-Hill, 1990, 299 p., ISBN 0-07037-491-0.
• Li, Q., Yao, C.: Real-Time Concepts for Embedded Systems. CMP Books, 1st Edition, 2003, 294 p., ISBN 1-57820-124-1.

1. Úvod do konceptů, technik a standardů pro systémy pracující v reálném čase (RT), motivace.
2. Úvod ke specifikaci a verifikaci systémů.
3. Specifikace RT systémů.
4. Verifikace RT systémů.
5. Architektury jader RT systémů.
6. Analýza výkonnosti jednotlivých typů RT jader.
7. Norma POSIX. Přehled rozhraní POSIX 1003.1b RT operačních systémů (RTOS).
8. Případové studie: OSEK/VDX, uC/OS-II.
9. Případové studie: QNX, Windows CE.
10. Úvod k plánování množin RT úloh.
11. Plánování množin nezávislých RT úloh se staticky přiřazenými prioritami běžícími v jednoprocesorovém prostředí.
12. Plánování množin závislých RT úloh s dynamicky přidělovanými prioritami běžícími v jednoprocesorovém prostředí.
13. Pokročilé mechanismy plánování RT úloh ve víceprocesorovém/distribuovaném/síťovém prostředí, plánování pro zvýšení spolehlivosti, plánování při přetížení systému.

1. Seznámení se s nástrojem UPPAAL pro specifikaci a verifikaci RT systémů, ukázka možností nástroje.
2. Specifikace a verifikace jednoduchého RT systému pomocí nástroje UPPAAL.
3. Návrh a implementace jednoduché RT aplikace pomocí rozhraní obsažených v QNX/Neutrino, uC/OS-II a normě POSIX 1003.1b.
4. Seznámení se z nástroji Timestool a Cheddar pro návrh RT aplikací založených na RTOS.

Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Pro úspěšné absolvování předmětu je nutno dosáhnout 50 bodů.

Bez podmínek.

Kontrolována je účast a aktivita během přednášek, počítačových laboratoří a prací na projektu. Veškeré úkoly musí být odevzdány do daných dat; pozdní odevzdání úkolů je hodnoceno 0 body.