Оцінка часових характеристик у комп’ютерних системах реального часу з використанням сіток Петрі

Анотація

Робота присвячена проблемі визначення часових характеристик задач у системах реального часу, успішність роботи яких залежить не тільки від їх логічної правильності, а й від часу, за який вони отримують результат. Визначення таких часових характеристик системи на стадії проєктування є доволі складною проблемою. Її вирішення на сьогодні засновано на використанні двох основних методів: теоретичних розрахунках, пов’язаних з обчисленням так званих критеріїв здійсненності, і моделюванням роботи системи на моделях. Серед моделей найбільш розповсюдженими є статистичні моделі систем масового обслуговування. Однак, як у першому, так і у другому варіантах неможливо отримати гарантований результат, що суттєво ускладнює процес проєктування. Останнім часом запропоновано застосовувати методи дослідження моделей, що засновані на використанні апарату сіток Петрі. У роботі запропоновано метод оцінки часових характеристик задач у системах реального часу шляхом аналізу даних, отриманих моделюванням розподілу процесорного часу між задачами згідно обраних алгоритмів планувальника шляхом використання моделі програмної системи у вигляді сітки Петрі. Метод гарантує отримання часових характеристик задач при обранні конкретних типів процесора і планувальника, що потрібно для початку технічного проєктування системи реального часу. Використання запропонованої математичної моделі та пакету прикладних програм дають змогу на ранніх стадіях розроблення системи реального часу визначити реальні терміни виконання задач та вибрати оптимальний варіант реалізації технічного і програного забезпечення. Запропоновані математичні моделі засновані на визначенні часових характеристик виконання програм за допомогою моделювання розподілу процесорного часу між задачами за умови попереднього обрання алгоритмів планування та  характеристик комплексу технічних засобів.. Дослідження базуються на використанні імітаційних статистичних моделей та моделі сіток Петрі. Використання запропонованих інструментальних засобів допомагає суттєво зменшити терміни аналізу можливих варіантів реалізації системи реального часу, підвищує якість проєкту та суттєво зменшує загальні терміни і вартість усієї розробки. У роботі детально розглянуто процес моделювання багатозадачної обчислювальної системи з використанням апарату сіток Петрі. На конкретному прикладі наведено моделювання роботи комплексу програм, включаючи розроблення алгоритмів моделювання, лістінгу програми моделювання та аналіз отриманих результатів.