Irakasgaiaren azalpena eta testuingurua

Helburu nagusia ikasleei denbora errealeko sistemak eta, zehatzago, kontrol-sistema txertatuak aztertu, diseinatu eta ezartzeko funtsezko kontzeptu eta metodoak ematea da.



Denbora errealeko sistema informatikoak hainbat aplikazio-eremutan erabiltzen dira, hala nola prozesuen kontrolean, hegazkinetan, automobiletan eta trenetan, trafikoa kontrolatzeko sistemetan, komunikazioetan, sateliteetan, kontsumo-elektronikan eta, oro har, beren jardueren eta dinamika propioa duen kanpo-sistema baten artean sinkronizazio zorrotza lortzea beharrezkoa den ordenagailuko aplikazio guztietan.



Sistema horien ezaugarri nagusia da haien denbora-tarte zehatzetan gauzatu behar direla, kontrolatzen dituzten sistema fisikoen dinamiken arabera zehaztuko direnak. Gainera, jarduera guztien erantzun-denbora gainkarga iragankorreko egoeretan ere bermatu behar da. Horregatik, sistema horien portaerak determinista izan behar du.



Bestalde, fidagarritasun eta segurtasun-baldintza zorrotzak izan ditzakete. Sistema horietako asko beste sistema batzuetan txertatuta daude, eta horrek esan nahi du, normalean, baliabide mugatuak dituztela prozesadorearen potentziari, memoriari eta abarri dagokienez (beste sistema informatiko batzuekin alderatzen badira). Gainera, gehienetan zenbait jarduera era konkurrentean exekutatu beharko dituzte. Ezaugarri horiek direla eta, denbora errealeko sistemen diseinuak eta inplementazioak ezaugarri espezifikoak dituzte, gainerako sistema informatikoetatik bereizten dituztenak.



Gelako eta ordenagailuetako praktiketan, ikasleak ikasturtean zehar bereganatzen ari diren kontzeptu teorikoetan finkatzen dira. Horietan, ikasleek ikasitako kontzeptuak aplikatuko dituzte (eskola magistraletan nahiz norberaren lanaren bidez) kontrol-sistema txertatuen aplikazioak aztertu, diseinatu eta garatzeko.



Zeharkakoa da irakasgai hau, eta, horri esker, ikasleek kontrol eta automatizazio-aplikazioak garatu ahal izango dituzte, hainbat aplikazio-eremutan denbora baldintzak betez.



Ikasgai honek Sistema Informatiko Industrialak irakasgaian ikasitakoa du oinarri. Beraz, irakasgai hori lehenago egitea gomendatzen da.

Ohiko deialdia: orientazioak eta uko egitea

Irakasgai honetan hainbat metodologia erabiltzen dira, irakaskuntza motaren arabera:



- Modalitate magistrala: irakasleak eduki teorikoa duten erakusketak emango ditu.



- Gelako modalitate praktikoak: irakasleak azalpen teoriko/praktiko laburrak emango ditu, eta presentziazko denboraren zati bat banakako eta taldeko jarduerak egiteko erabiliko du, erabilitako kontzeptu praktikoak praktikan jartzeko.



- Laborategiko modalitatea: lehenengo 3 saioetan, atazak sortzeko, sinkronizatzeko eta ordenagailuan komunikatzeko ariketak egingo dira. Ariketa batzuetan, ikasleek aldez aurretik ariketak prestatzea eskatuko da. Azken 4 saioetan, ikasleek bi aplikazio enpotratu diseinatu eta garatuko dituzte, maketa errealen gainean: tenperatura-maketa baten denbora errealeko kontrol-sistema (GEME) eta LEGO NXT Mindstorms ibilgailu baten urrutiko kontrola. Bi horietan, programazio konkurrentea eta denbora errealeko teknikak erabiliko dituzte.



Froga idatzia: %70



Laborategia: %30, honela banatuta:

- Banakako lanak: %20

- Talde-lanak: %10



Ikasgaia gainditzeko, notaren %50 lortu behar da gutxienez.



Ebaluazio jarraiarai uko egiten bazaio, posta elektronikoz jakinaraziko zaie irakasgaiko irakasleei, irakasgaia ematen den lehenengo 9 asteen barruan. Uko egiteak idatzizko eta/edo ordenagailu gaineko azterketa osagarria egitea dakar, froga idatziaren egunean bertan ebaluazio jarraiari dagokion %30 ebaluatzeko.

Ezohiko deialdia: orientazioak eta uko egitea

Froga idatzia: %70

Laborategiko proba: %30

Ikasgaia gainditzeko, notaren %50 lortu behar da gutxienez.

Irakasgai-zerrenda

1. gaia. Irakasgaiaren sarrera. Oinarrizko alderdiak. Testuingurua. Irakaskuntzako metodologia. Ebaluazioa.

2. gaia. Denbora errealeko sistemen oinarrizko kontzeptuak. Denbora atributuak. Ezaugarri nagusiak. Denbora errealeko sistemen adibideak. Arkitektura sinkronoa eta asinkronoa.

3. gaia. Konkurrentziaren oinarrizko kontzeptuak. Prozesuak eta thread-ak. Aldagai partekatuetan oinarritutako komunikazioa eta sinkronizazioa. Mezuetan oinarritutako komunikazioa eta sinkronizazioa.

4. gaia. Denboraren kudeaketa. Erreferentzia-sistema estandarrak. Denboraren neurketa eta erlojuak. Atzerapenak eta zereginen aktibazioa. Ataza periodikikoak eta noizbehinkakoak. Denbora-mugak (timeouts). Aldi baterako betebeharrak. Exekuzioaren denbora-esparrua.

5. gaia. Denbora errealeko sistemen diseinua. Metodoak eta tresnak. Diseinuaren faseak. Diseinu arkitektonikoa. Denbora errealeko osagaiak. Diseinuaren gauzapena. Osagai periodikoa, noizbehinkakoa, babestua eta pasiboa.

6. gaia. Atazen plangintza. Plangintza ziklikoa. Exekutibo ziklikoak. Ezaugarriak. Lehentasunetan oinarritutako plangintza. Lehentasunak esleitzea. Erantzun-denboren azterketa. Baliabide partekatuetarako sarbidea. Blokeo zuzenak eta zeharkakoak. Lehentasunezko herentziaren protokoloak. Plangintza dinamikoa.



Gelako praktikak:

- 1. gelako praktika: konkurrentzia ADA-n.

- 2. gelako praktika: denboraren kudeaketa ADA programan.

- 3. gelako praktika: denbora errealeko sistemen diseinua.

- 4. gelako praktika: ADA-ko atazen plangintza.



Laborategietako praktikak:

- 1. saioa: 1.LP: Konkurrentzia: atazak sortzea.

- 2. saioa: 2.LP: Konkurrentzia: aldagai partekatuetan oinarritutako komunikazioa.

- 3. saioa: 3.LP: Denbora errealeko atazak egitea.

- 4. saioa: makinaren gaineko azterketa (1h).

- 5. saioa: 4.LP: Praktikak maketekin

- 6. saioa: 5.LP: Praktikak maketekin

- 7. saioa: 6.LP: Praktikak maketekin

- 8. saioa: 7.LP: Praktikak maketekin

Bibliografia

Nahitaez erabili beharreko materiala

Teoriari laguntzeko gardenkiei buruzko dokumentazioa, mintegiak eta laborategia irakasgaiaren gela birtualean daude.

Oinarrizko bibliografia

Sistemas de Tiempo Real y Lenguajes de Programación (3ª Edición). Alan BURNS y Andy WELLINGS. Editorial: ADDISON-WESLEY Iberoamericana España (2003). ISBN: 8478290583

Versión original: http://www.cs.york.ac.uk/rts/books/RTSBookThirdEdition.html.

Gehiago sakontzeko bibliografia

Concurrent and Real-Time Programming in Ada. Alan Burns y Andy Wellings. Cambridge University Press (2007). ISBN-13: 9780521866972.







M. H. Klein, T. Ralya, B. Pollack, R. Obenza, M. Gonzalez Harbour. "A Practitioner's Handbook for Real-time Analysis". Software Engineering Institute (1993).







L.P.Briand, D.M. Roy. Meeting Deadlines in Hard Real-Time Systems. The Rate Monotonic Approach. IEEE Computer Society (1997).

Aldizkariak

IEEE Transactions on Industrial Informatics. http://www.ieee.org/



Real-Time Systems http://www.springerlink.com/content/100334/

Estekak

Comité Español de Automática Grupo de Tiempo Real.



http://www.cea-ifac.es/wwwgrupos/treal/index.html







IEEE Computer Soc. Real Time Systems Committee http://tcrts.org/



AdaCore. The GNAT Pro Company: http://www.adacore.com