Ανάλυση και μοντελοποίηση αλγορίθμων χρονοδρομολόγησης με χρονισμένα αυτόματα

Γιαννάκος, Χρυσόστομος

dc.contributor.author	Γιαννάκος, Χρυσόστομος	el
dc.date.accessioned	2020-12-19T08:28:12Z
dc.date.available	2020-12-19T08:28:12Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52614
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20312
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Χρονοδρομολόγηση	el
dc.subject	Μοντελοποίηση	el
dc.subject	Επαλήθευση	el
dc.subject	Επικύρωση	el
dc.subject	Προθεσμίες χρονισμού	el
dc.subject	Scheduling	en
dc.subject	Modelling	en
dc.subject	Verification	en
dc.subject	Validation	en
dc.subject	Timing Deadlines	en
dc.title	Ανάλυση και μοντελοποίηση αλγορίθμων χρονοδρομολόγησης με χρονισμένα αυτόματα	el
dc.contributor.department	Τομέας Ηλεκτρικών Βιομηχανικών Διατάξεων και Συστημάτων Αποφάσεων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Προγραμματισμός Παραγωγής	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-10-26
heal.abstract	Προβλήματα χρονοδρομολόγησης απαντώνται σε πολλούς κλάδους και ένα εύρος περιπτώσεων, βρίσκοντας εφαρμογές σε πεδία που εκτείνονται από τον προγραμματισμό παραγωγής μέχρι την κατανομή των εργασιών ενός υπολογιστικού συστήματος. Άξονα αυτών αποτελεί η βέλτιστη αξιοποίηση μιας σειράς περιορισμένων πόρων (resources) στους οποίους βασίζεται η λειτουργία του εκάστοτε συστήματος προκειμένου να εκτελεστούν συγκεκριμένες εφαρμογές. Αν αντιμετωπίσουμε τέτοιες εφαρμογές ως ένα άθροισμα αλληλεξαρτώμενων δραστηριοτήτων (interdependent tasks), θα παρατηρήσουμε πως προκειμένου να εξασφαλίσουμε την αποτελεσματικότερη και «ομαλότερη» εκτέλεσή τους παράλληλα με την βέλτιστη αξιοποίηση των πόρων μας, εφαρμόζονται ορισμένες αρχές χρονοδρομολόγης που κατευθύνουν την κάθε αρμοδιότητα της εφαρμογής , με σκοπό την βέλτιστη αυτή απόδοση. Βέβαια, για κάποιες φυσικές εφαρμογές που τίθενται προς έλεγχο, είναι πολύ πιθανό να απαιτούνται προθεσμίες χρονισμού (timing deadlines) είτε για ολόκληρη την εφαρμογή (καθολικά) είτε για κάθε interdepend task ξεχωριστά. Η πρόκληση λοιπόν έγκειται στη σωστή εφαρμογή των scheduling principles ώστε να εξασφαλίζουν ότι πληρούνται όλες οι προθεσμίες χρονισμού της κάθε διεργασίας προς ανάλυση (schedulability analysis). Σκοπός λοιπόν αυτής της εργασίας αποτελεί αρχικά η μοντελοποίηση τέτοιων περιπτώσεων χρονοδρομολόγησης σε κατάλληλο simulation tool. Η μοντελοποίηση των διαφόρων scheduling scenarios πραγματοποιήθηκε στο UPPAAL (4.15) [12,24] , το οποίο αποτελεί ένα εργαλείο για modelling, validation και verification [4,21] σε συστήματα πραγματικού χρόνου με την χρήση χρονισμένων αυτομάτων [κεφ3]. Συγκεκριμένα στα μοντέλα συμπεριλήφθηκαν ποικίλα scheduling policies [κεφ1], πληθώρα χαρακτηριστικών και εξαρτήσεων για το κάθε interdependent task, δυνατότητα ανάθεσης συγκεκριμένων resource σε συγκεκριμένα tasks (bus, processor) αλλά και δυνατότητα διακοπτόμενης χρονοδρομολόγησης. Στη συνέχεια επήλθε πειραματισμός και μελέτη πάνω στα γενικά μοντέλα μεταβάλλοντας τις αρχικές τιμές των παραμέτρων, ώστε να προκύψουν ξεχωριστά και διαφορετικά σενάρια χρονοδρομολόγησης των οποίων η εγκυρότητα ελέγχθηκε μέσω του verifier του UPPAAL [12,24]. Τα συμπεράσματα αλλά και μια πιθανή μελλοντική εργασία θα παρατεθούν στο τέλος	el
heal.abstract	Scheduling problems nowadays are encountered in a wide range of cases and in various branches of occupation, while being applicable in fields such as production scheduling or even task distribution of computer systems. Axis of these is the optimal use of a series of limited resources on which the operation of each system is based in order to run specific applications. If we treat such applications as a sum of interdependent tasks, it is easily observable that in order to ensure their most efficient and smooth execution, along with the optimal utilization of our resources, various timing principles must be applied in order to guide the competence of each implementation of applications, with an ultimate goal being performance optimization. However, certain physical applications that are about to be controlled may require timing deadlines for either the entire application, as a whole, or for each interdependent task separately. The final challenge constitutes the correct appliance of scheduling principles, to ensure that all scheduling timelines of each process are met. Initial goal of this thesis is the modelling of scheduling scenarios in an appropriate simulation tool. Although there are many alternative methods, the implementation of scheduling scenarios took place in UPPAAL (4.15) [12,24], which is a fine modelling, validation and verification [4,21] tool for Real-Time Systems using Timed Automata [Chapter 3]. Notably, the models included a variety of scheduling policies [Chapter 1], a variety of features and dependencies for each interdependent task, the ability to assign specific resources to specific tasks (bus, processor) and the possibility of pre-emptive and non-preemptive scheduling. Subsequently, we performed many case studies and experiments on the generic models by alternating and substituting the intial values of certain parameters, in order to obtain separate and unalike scheduling scenarios, whose validity was checked through UPPAAL verifier [12,24]. The conclusions as well as a possible future work of this thesis will be presented at the end.	en
heal.advisorName	Δημήτριος, Ασκούνης	el
heal.advisorName	Δημήτριος, Πανόπουλος	el
heal.committeeMemberName	Ιωάννης, Ψαρράς	el
heal.committeeMemberName	Χρυσόστομος, Δούκας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικών Βιομηχανικών Διατάξεων και Συστημάτων Αποφάσεων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	81 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false