программист
programmer
ст. науч. сотр., канд. физ.-мат. наук
Ph.D. in Mathematics, senior research fellow
Рассматривается задача проверки допустимости конфигураций модульных вычислительных систем реального времени (МВС РВ). Конфигурация считается допустимой, если все работы успевают выполниться на МВС РВ в рамках своих директивных интервалов. Предложена обобщенная модель функционирования МВС РВ и метод построения на её основе модели для конкретной конфигурации. Модель представляет собой сеть временных автоматов с остановкой таймеров. По вычислению сети автоматов предлагается строить временную диаграмму (ВД) функционирования МВС РВ, необходимую для проверки допустимости. В работе обосновывается корректность предложенного подхода. Из спецификаций на МВС РВ был выделен ряд требований, применимых к моделям МВС РВ и их компонентов на выбранном уровне абстракции. Модели считаются корректными, если удовлетворяют этим требованиям. Доказано, что если все модели компонентов системы удовлетворяют соответствующим требованиям, то модель МВС РВ, построенная согласно предложенному подходу, удовлетворяет требованиям к модели системы в целом (то есть корректна), а также является детерминированной. Под детерминированностью понимается однозначность построения ВД сети автоматов, соответствующей заданной конфигурации. Это позволяет использовать для проверки допустимости конфигурации любое вычисление соответствующей сети автоматов, что крайне важно для эффективности предложенного подхода, так как число возможных вычислений сети автоматов растет экспоненциально с числом работ в системе. Выполнение требований корректности к моделям компонентов системы может быть проверено автоматически с использованием верификатора и подхода автоматов-наблюдателей. Все разработанные нами модели компонентов системы удовлетворяют соответствующим требованиям, что было доказано с помощью верификатора UPPAAL. Если пользовательские модели компонентов системы удовлетворяют требованиям корректности, то они могут быть включены в модель МВС РВ, которая при этом останется корректной и детерминированной.
In this paper, we consider a schedulability analysis problem for real-time modular computer systems (RT MCS). A system configuration is called schedulable if all the jobs finish within their deadlines. The authors propose a stopwatch automata-based general model of RT MCS operation. A model instance for a given RT MCS configuration is a network of stopwatch automata (NSA) and it can be built automatically using the general model. A system operation trace, which is necessary for checking the schedulability criterion, can be obtained from the corresponding NSA trace. The paper substantiates the correctness of the proposed approach. A set of correctness requirements to models of system components and to the whole system model were derived from RT MCS specifications. The authors proved that if all models of system components satisfy the corresponding requirements, the whole system model built according to the proposed approach satisfies its correctness requirements and is deterministic (i.e. for a given configuration a trace generated by the corresponding model run is uniquely determined). The model determinism implies that any model run can be used for schedulability analysis. This fact is crucial for the approach efficiency, as the number of possible model runs grows exponentially with the number of jobs in a system. Correctness requirements to models of system components models can be checked automatically by a verifier using observer automata approach. The authors proved by using UPPAAL verifier that all the developed models of system components satisfy the corresponding requirements. User-defined models of system components can be also used for system modeling if they satisfy the requirements.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.