Gerçek zamanlı bilgisayar kontrol sistemlerinde işlem süreci organizasyonu
Scheduling for real time computer control systems
Yazar: ORHAN FİKRET DUMAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. REFİK SAMET
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Bilgisayar destekli denetim = Computer aided control

Özet:
Aviyonik sistemler veya nükleer reaktörler gibi katı kısıtların olduğu gerçek zamanlı ve arıza kaldırılabilirlik özelliğine ihtiyaç duyan sistemler için girdiler gerçek dünyadan algılayıcılar vasıtasıyla elde edilmektedir. Böyle bir durumda, bir görevin algılayıcılardan gelen farklı durumlara yönelik ihtiyaçları karşılamak üzere her bir periyodunda birbirinden farklı kapasitelere ihtiyaç duyması olasıdır. Aynı zamanda bahsedilen kritik sistemler için, arıza kaldırılabilirliği sağlamak üzere, organize edilebilirliği bozmayacak şekilde dengeli bir kapasite artırımına ihtiyaç duyulmaktadır. Araştırmaların çoğunda görev kümelerine yönelik fizibilite testleri sadece belirli bir işlem süreci organizatörü veya geliş modeli ile sınırlandırılmakta ve sadece belirlenen durum test edilebilmekte iken, tez kapsamında yapılan incelemeler farklı önceliklendirme temelli işlem süreci organizatörleri ve değişik geliş modelleri ile gerçekleştirilmektedir. Bu tez çalışmasında, öncelikle kapasite güncelleme işlemini analiz edebilmek maksadıyla, kapasite güncellemesine ihtiyaç duyan bir görev kümesi, kapasite güncellemesinde kullanılacak kapasite matrisi ve değişik varış modellerine sahip bir sistem tasarlanmakta ve test edilmektedir. Değişken kapasite kullanımının, kapasite artırımını sağlayabilecek özellikte olmasına karşın, kaynak kullanımı ile ilgili herhangi bir sınırlayıcı etkiye sahip olmaması nedeniyle, belirli zamanlarda var olanın üzerinde oluşabilecek kaynak talepleri yüzünden sistemin organize edilemez hale gelmesine sebebiyet verebildiği sonucuna varılmaktadır. Yapılan test ve analiz sonuçları doğrultusunda, arıza kaldırılabilirlik özelliğini sağlayan ve organize edilebilirlik oranını düşürmeyen, tam kullanım seviyesinin altında sistem kullanım oranına sahip bir görev kümesini kapasite artırma-azaltma yöntemiyle azami seviyede bir sistem kullanım oranına ulaştıran ?Sınırlandırılmış Kaynak Kullanımı ile Dengeli Sistem? adı verilen bir organizasyon şeması önerilmektedir.

Abstract:
In hard real time environments like avionic systems or nuclear reactors which need the fault tolerance issue, the input to the system are obtained from real world by using sensors. And it is highly possible for a task to have different capacity needs for each period according to these changing conditions of real world. For these mentioned critical systems, it is needed to provide capacity incrementation to get fault tolerance feature while not violating the schedulability of the system. In this thesis, to be able to analyze capacity modification, a system which has task models needing random capacities in each period, a capacity matrix to be used for capacity modification and different arrival patterns is designed. Since feasibility tests for usual task models are just limited to some specific schedulers and arrival patterns, an analysis using different preemptive schedulers with different arrival patterns is made. The key results for the designed system are the ones that random capacity utilization has the ability to provide capacity incrementation, but it causes the system to degrade in schedulability because no mechanism exists to limit the source requests which can occur at the same time causing transient overloads. According to the results of these tests and analysis, a steady scheduling scheme named ?Steady Scheme with Bounded Utilization?, which provides assignment of more capacity values to the tasks than they originally have by an extend-shrink mechanism and providing a better utilization of the resources besides a beter schedulability rate, is suggested.