450-4003/02 – Řídicí systémy s počítači (RSsP)
| Garantující katedra | Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrství | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Zdeněk Slanina, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Zdeněk Slanina, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | | |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2011/2012 | Rok zrušení | 2021/2022 |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Po absolvování předmětu bude student umět charakterizovat základní vlastnosti kritických systémů reálného času a ovládat základní strukturované postupy analýza návrhu systémů reálného času. Seznámí se i s moderními trendy v oblasti návrhu a implementace jako jsou objektové postupy, návrhové vzory, komponentní technologie a nástroje vývoje distribuovaných aplikací i problematiku jejich implementace.
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Projekt
Anotace
Charakteristika kritických RT systémů. Analýza a návrhu programového vybavení pro řídicí a informační systémy. Strukturované techniky návrhu DFD, Ward Mellor , Mascot, DARTS. Objektově orientované přístupy. Návrhové vzory. Technologie COM. Distribuované systémy a DCE.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Černohorský,J.: Sylaby k předmětu Řídicí systémy s počítači II. Sylaby na WWW stránkách katedry,2002
Ardence RTX for Windows. Homepage at http://www.ardence.com
RTAI - the RealTime Application Interface for Linux from DIAPM. Homepage at https://www.rtai.org
RTLinuxFree. Homepage at http://www.rtlinuxfree.com
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Průběžná kontrola studia:
Konzultace ve cvičeních.
Podmínky udělení zápočtu:
Za projekt minimálně 20 maximálně 40
E-learning
Další požadavky na studenta
Žádné další požadavky na studenta nejsou kladeny
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
Operační systémy a operační systémy pro řízení v reálném čase. Struktura a funkce operačního systému. Kernel ( jádro OS ), řídící systémy využívající pouze kernel.
Operační systém Linux a jeho použití pro řízení v reálném čase. Operační systém RTX pro Windows a jeho použití pro řízení v reálném čase.
Přehled technik pro synchronizaci souběžných úloh v multitaskových RT OS - Zákaz přerušení, zamykání, semafor, signál, monitor.
Kritické RT-systémy. Plánování úloh v kritických RT systémech Plánování aperiodických úloh:Plánování periodických úloh: Faktor využití procesoru, Frekvenčně monotónní plánování ( RMS - Rate monotonic scheduling )
Strukturované návrhové techniky pro RT systémy, DFD - diagramy datových toků, Metody Yourdona, Ward-Mellora, Mascot
Metoda DARTS pro RT systémy a distribuované systémy
Techniky objektově orientované analýzy a návrhu: identifikace objektů, specifikace atributů, definice operací a komunikace mezi objekty. Reprezentace vztahů mezi třídami a objekty, modularizace návrhu.
Návrhové vzory
Návrhové vzory, architektura softwarových systémů
Komponentní systémy ,COM, DCOM, OLE, ActiveX , OPC.
Distribuované algoritmy a protokoly. Paralelismus a distribuovanost, procesy a komunikační cesty, vlastnosti distribuovaných algoritmů, Architektury distribuovaných systémů.
Problém výlučného přístupu a jeho řešení, zprávy a technika časových známek, Lamportův algoritmus, deadlock a jeho detekce, problém detekce.
DCE, Middleware, RPC, Klient Server
Integrace systémů řízení v průmyslovém podniku - případová studie
Projekty:
Příklady projektů
Analýza, návrh a implementace stavového automatu bankomatu
Analýza, návrh a implementace stavového nápojového automatu
Analýza, návrh a implementace stavového automatu jednokabinového systému výtahu
Analýza, návrh a implementace stavového automatu vícekabinového systému výtahu
Analýza, návrh a implementace ovladače displeje pomocí paralelního portu
Analýza, návrh a implementace generování PWM signálu na paralelním portu
Analýza, návrh a implementace demonstrační a měřicí aplikace pro stanovení některých charakteristických parametrů operačního systému reálného času
Analýza, návrh a implementace socketového propojení dvou operačních systémů na různých hardwarových platformách
Počítačové laboratoře:
Operační systém Linux - seznámení s operačním systémem
Operační systém Linux - základní programové prostředky a procesy reálného času
Hard real-time rozšíření Linuxu, procesy a signály
Operační systém Windows - seznámení s procesy reálného času
Hard real-time rozšíření Windows, procesy a signály
Vzájemná komunikace mezi procesy
Synchronizační mechanismy
Vstupní a výstupní operace
Ovladače pro bloková a znaková zařízení, síťová zařízení
Křížový vývoj aplikací pro Linux a Windows platformu
CASE SELECT YOURDON - tvorba DFD schémat
STD schémata stavových přechodů
Zpracování semestrální úlohy. Zápočet.
Podmínky absolvování předmětu
Podmínky absolvování jsou definovány pouze pro konkrétní verzi předmětu a formu studia
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky