چکیده 

سیستم های زمان-واقعی توزیع شده مختلف (DRS) باید رویدادهای متناوب و غیرمتناوب را تحت مجموعه ای متناوب از الزامات (شرایط) رفع و رجوع نمایند. در حالیکه میان افزار موجود مانند CORBA زمان-واقعی, به عنوان یک سیستم عامل برای سیستم های توزیع شده با محدودیت های زمانی نویدبخش بوده است, اما فاقد مکانیزم های پیکربندی انعطاف پذیری مورد نیاز برای مدیریت زمانبندی آسان سر هم پیوسته برای گستره وسیعی از DRS مختلف با رویدادهای متناوب و غیرمتناوب است. سهم اولیه این کار, طراحی, پیاده سازی, و ارزیابی عملکرد اولین خدمات میان افزار مولفه قابل پیکربندی برای کنترل پذیرش و تعادل بار رفع و رجوع رویداد متناوب و غیرمتناوب در DRS است. نتایج تجربی, نیاز و اثربخشی رویکرد میان افزار مولفه قابل پیکربندی ما را در حمایت از کاربردهای مختلف با رویدادهای متناوب و غیرمتناوب نشان می دهند و یک سیستم عامل نرم افزار انعطاف پذیر برای DRS با محدودیت های زمانبندی سر هم پیوسته را فراهم می کند.

۱ مقدمه

بسیاری از سیستم های زمان-واقعی توزیع شده (DRS) باید ترکیبی از رویدادهای متناوب و غیرمتناوب, از جمله رویدادهای نامتناوب را با مهلت های سر هم پیوسته رفع و رجوع نمایند که تضمین آنها برای رفتار صحیح سیستم حیاتی است. الزامات (شرایط) برای بهره وری و کیفی نرم افزاری افزوده, استفاده از میان افزار محاسبه شی توزیع شده باز (DOC) مانند CORBA را تحریک می کند. استفاده از میان افزار CORBA در حوزه های DRS مانند هوافضا, مخابرات, سیستم های درمانی, شبیه سازی های تعاملی توزیع شده و تولید یکپارچه-رایانه ای افزایش یافته است که توسط شرایط سخت کیفیت خدمات (QoS) [1] مشخص می شوند. به طور مثال, در یک سیستم نظارت کارخانه صنعتی, یک هشدار غیرمتناوب را می توان در زمانی که مجموعه ای از قرائت های متناوب سنسور, به معیارهای تشخیص خطر می رسند, تولید نمود. این هشدار باید در پردازنده های متعدد درون یک مهلت سر هم پیوسته پردازش شوند, مثلاً, برای قرار دادن یک فرآیند صنعتی در حالت ایمن از-خرابی. ورودی های کاربر و دیگر قرائت های سنسور می توانند موجب رویدادهای غیرمتناوب زمان-واقعی دیگر شوند.

در حالیکه راه حل های میان افزار زمان-واقعی سنتی مانند Real-Time CORBA [2] and Real-Time Java [3] به عنوان سیستم عامل های نرم افزاری توزیع شده برای سیستم ها با محدودیت های زمانی نویدبخش بوده اند, سیستم های میان افزاری موجود فاقد انعطاف پذیری مورد نیاز برای حمایت از DRS با مفاهیم و شرایط کاربرد مختلف هستند. به طور مثال, متعادل نمودن بار, یک مکانیزم موثر برای رفع و رجوع بارهای کاری زمان-واقعی متغیر در یک DRS است. هرچند, پایداری آن برای DRS عمدتاً وابسته به مفاهیم کاربردی آنهاست. برخی از الگوریتم های کنترل دیجیتال (مثلاً کنترل تناسبی-انتگرالی-مشتق) برای سیستم های فیزیکی, سرراست هستند و ازاینرو برای تخصیص دوباره وظیفه غالب ناشی از تعادل بار, جوابگو هستند, در حالیکه دیگران (مثلاً کنترل تناسبی) دارای چنین محدودیت هایی نیستند. به طور مشابه, گذر از یک کار (گذر از پردازش نمونه های معین یک وظیفه متناوب), برای سرو کار داشتن با بار کاری سیستم گذرا مفید است. در حالیکه گذر از کار, برای کاربردهای کنترل حیاتی معین نامناسب است که در آن از دست دادن کار می تواند نتایج فاجعه باری را در سیستم کنترل شده ایجاد نماید, کاربردهای دیگر اعم از دریافت ویدئو تا ارتباطات می تواند تحمل درجات مختلف گذر از یک کار را میسر سازد [۴].

بنابراین, یک چالش کلیدی باز برای DRS, توسعه یک زیرساخت میان افزار انعطاف پذیر است که می توان آن را به راحتی برای حمایت از شرایط مختلف DRS متفاوت پیکربندی نمود. به طور مشخص, خدمات میان افزار مانند توازن بار و کنترل پذیرش باید از انواع راهبردهای جایگزین حمایت نماید (الگوریتم ها و ورودی های متناظر با آن الگوریتم ها). علاوه بر این, پیکربندی این راهبردها باید به گونه ای اصولی و انعطاف پذیر مورد حمایت قرار گیرد, به طوری که توسعه دهندگان سیستم قادر به بررسی پیکربندی های جایگزین باشند, اما بدون انتخاب پیکربندی های نامعتبر ناشی از اشتباه.

بنابراین فراهم نمودن خدمات میان افزار با راهبردهای قابل پیکربندی با چالش های مهم متعدد روبروست: ۱) خدمات باید قادر به فراهم نمودن راهبردهای قابل پیکربندی باشند و ابزارهای پیکربندی باید برای میسر نمودن پیکربندی آن راهبردها, اضافه شوند یا گسترش یابند؛ ۲) معیارهای خاصل که مشخص می کنند کدام راهبردهای خدمات قابل ترجیح هستند, باید شناسایی شوند و کاربردها باید مطابق با آن معیارها رده بندی شوند؛ و ۳) ترکیبات مناسب راهبردهای خدمات باید برای هر رده کاربرد, مطابق با معیارهای مشخصه آن شناسایی شوند. برای پرداختن به این چالش ها, و در نتیجه ارتقای حمایت برای DRS متنوع با رویدادهای متناوب و غیرمتناوب, ما مجموعه ای جدید از خدمات میان افزار مولفه از جمله زمانبندی رویداد سر هم پیوسته, کنترل پذیرش و متعادل سازی بار را طراحی و پیاده سازی نموده است. ما ابزارهای پیکربندی را نیز برای یکپارچه سازی این مولفه های خدمات در هر کاربرد خاص مطابق با معیارهای خاص آن توسعه داده ایم.

بخش های مختلف این تحقیق. در این کار, ما

۱٫ دانش خود از اولین مجموعه خدمات میان افزار مولفه قابل پیکربندی را که از چندین راهبرد کنترل پذیرش و توازن بار برای رفع و رجوع رویدادهای متناوب و غیرمتناوب حمایت می کنند توسعه داده ایم.

۲٫ یک پیش-تجزیه کننده پیکربندی مولفه جدید و واسطه ها را برای پیکربندی کنترل پذیرش زمان-واقعی و خدمات توازن بار را به طور انعطاف پذیر در زمان استقرار سیستم توسعه داده ایم.

۳٫ رده های کاربردهای زمان-واقعی توزیع شده را مطابق با مشخصات خاص تعریف نموده ایم و آنها را به ترکیبات مناسب راهبردها برای خدمات ما مرتبط نموده ایم؛ و

۴٫ یک مطالعه موردی را فراهم نموده ایم که خدمات قابل پیکربندی مختلف را برای یک حوزه با رویدادهای متناوب و نامتناوب به کار می برد. شواهد تجربی از سربارها مرتبط و موازنه ها در میان پیکربندی های خدمات ارائه می دهد و اثربخشی رویکرد ما در آن حوزه را نشان می دهد.

بنابراین, کار ما به طور چشمگیر, قابلیت کاربرد میان افزار زمان-واقعی را به عنوان یک زیرساخت انعطاف پذیر برای DRS ارتقا می بخشد.

بخش ۲, سیستم های میان افزار و تئوری زمانبندی که زیربنای رویکرد ماست, معرفی می کند. بخش های ۳-۵, معماری میان افزار ما, راهبردهای قابل پیکربندی و پیاده سازی های مولفه برای حمایت از هدایت رویداد سر هم پیوسته در DRS ارائه می دهد. بخش ۶, گسترس های موتور پیکربندی جدید ما را توصیف می کند که می تواند به طور انعطاف پذیر, راهبردهای مختلف را برای خدمات ما مطابق با هر شرایط کاربرد پیکربندی نماید. بخش ۷, عملکرد رویکرد ما, از جمله موازنه ها مان ترکیبات راهبرد خدمات مختلف را ارزیابی نماید و سربارهای معرفی شده توسط رویکرد ما را مشخص نماید. بخش ۸, یک نظرسنجی از کار مرتبط را ارائه می دهد و ما نتایج را در بخش ۹ ارائه می دهیم.

 

مشخصات

دانـــــلود

برچسب ها

مطالب پیشنهادی ما

دیدگاه های شما

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

آخرین دیدگاه‌ها

    دسته‌ها