455-0054/01 – Operační systémy pro řízení (OSR)

Garantující katedraKatedra měřicí a řídicí technikyKredity4
Garant předmětuprof. Ing. Vilém Srovnal, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Vilém Srovnal, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
RočníkSemestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení1992/1993Rok zrušení2002/2003
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiamagisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
SLI37 Ing. Stanislav Slíva
SRO30 prof. Ing. Vilém Srovnal, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

- Cílem předmětu je seznámit posluchače se základními znalostmi z oblasti operačních systémů reálného času. - Studenti získají schopnost se dobře orientovat v možnostech operačních systému pro řízení v reálném čase ve srovnání s ostatními operačními systémy. - Budou umět správně volit příslušný operační systém pro danou řídicí aplikaci a také s ním pracovat.

Vyučovací metody

Anotace

- Cílem předmětu je seznámit posluchače se základními znalostmi z oblasti operačních systémů pro řízení v reálném čase. - Studenti získají schopnost se dobře orientovat v možnostech operačních systému pro řízení v reálném čase a porovnat tyto systémy se systémy, které nejsou určeny pro řízení v reálném čase. - Budou rovněž umět správně volit příslušný operační systém pro danou řídicí aplikaci a také s ním pracovat. - Budou zde probrány základní vlastnosti a použité techniky v RT operačních systémech. - V závěru budou studenti seznámeni s RT operačními systémy pro vestavěné řídicí systémy. - Ve cvičení se základní vlastnosti operačních systémů pro řízení budou ověřovat na operačním systému QNX pro osobní počítače. - Dále budou ověřeny také některé RT operační systémy pro vestavěné řídicí systémy. - Svou náplní je předmět vhodný i pro posluchače jiných oborů a fakult, pokud se hodlají seznámit s problematikou softwaru pro řídicí systémy.

Povinná literatura:

- Srovnal,V:Operační systémy pro řízení v reálném čase. Elektronické učební texty na stránkách FEI VŠB TUO, 2008 - Srovnal,V:Operační systémy pro řízení v reálném čase. VŠB Technická univerzita Ostrava 2003

Doporučená literatura:

- Čada, O.: Operační systémy. Praha, Grada 1994

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

- Průběžná kontrola studia: - Jeden zápočtový test a dvě samostatné úlohy na počítači, nebo jeden rozsáhlejší samostatný projekt. - Termíny odevzdání samostatných prací elektronickou formou (WEB), případně písemně - v týdnech 5, 10 a 14 nebo u rozsáhlejší práce pouze ve 14. týdnu. - Obsah a forma jednotlivých hodnocených prací: - Samostatné práce obsahující dokumentaci k sestavenému řídicímu programu na počítači v laboratoři. Studenti musí předvést běžící řešení úlohy na počítači. Zápočtový test ověří teoretickou připravenost studentů. - Závěrečný test - písemná část zkoušky - Teoretická část testu obsahuje 15 otázek, které prověří studenty o celkové znalosti předmětu. - Praktickou část testu student vypracuje přímo na počítači. Celková doba trvání obou částí testu 120 min. - Hodnocení studia: - Zápočet - student je klasifikován na základě 1 testu, za 0-10 bodů, a 2 samostatných úloh 0-10 a 0-15 bodů nebo samostatného projektu za 0-25 bodů. - Zápočet od 14.týdne. Podmínkou udělení zápočtu je dosažení min. 10 bodů , max. lze získat 35 bodů - Zkouška - Písemná část - závěrečný test - teoretická část 0-30 bodů, praktická část 0- 25 bodů, celkem 0 - 55 bodů. Ústní část 0 - 10 bodů. Celkové hodnocení 51 - 100 bodů dle studijního řádu.

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: - Základní funkce operačních systémů. Rozdělení operačních systémů a jejich vlastnosti. Požadavky na řízení v reálném čase - Struktura operačního systému. Koncepce operačního systému. Systémová volání. Architektura OS - monolitické OS, víceúrovňové OS, distribuované OS, aj. - Procesy. Víceúlohové zpracování. Plánování procesů - preemptivní, RT, non RT. Základní metody premptivního plánování - cyklické, prioritní, aj. Způsoby realizace RTOS systémů podle požadavků RT aplikace. - Synchronizace procesů a událostí. Základní synchronizační úlohy. Vývoj metod - deadlock. Semafory, událost-event.Použití synchronizačních a komunikačních metod v RTOS. - Komunikace mezi procesy- synchronní a asynchronní. Zasílání zpráv a signálů, monitor, poštovní schránka, rendezvous - setkání, časovače, roura. - Řízení paměti pro jednoúlohové a víceúlohové systémy. Stránkování a odkládání úloh. Pevné a dynamické přidělování paměti. Řízení pomocí bitové mapy a spojovacího seznamu, fragmentace a setřásání paměti. Výběr řízení paměti pro řídicí úlohy v reálném čase. Další nástroje řízení paměti - virtuální paměť a segmentace úloh. - Ovladače periferií. Rozdělení periferií. Rozdělení a funkce ovladače. Obsluha přerušení a komunikace s periferií. Příklady ovladačů. Požadavky na ovladače v RT systémech. - Systém řízení souborů, adresáře. Struktura a vlastnosti souborů. Zabezpečnní přístupu k souborů. Mechanizmy ochrany souborů. Problematika bezpečnosti pro RT aplikace. - Operační systémy pro řízení v reálném čase - RTOS. Přehled nejpoužívanějších systémů. Problematika výběru operačního systému pro řídicí aplikaci. - RT Operační systémy QNX, VxWorks, RT Linux, RTX, aj. RTOS pro vestavěné řídicí systémy QNX RTP, OSEK, aj., RTOS pro soft RT vestavěné systémy Micro Linux, Windows CE, Windows XP Embedded aj. - Perspektivy rozvoje operačních systémů pro práci v reálném čase. Projekty: - Každý studen dostane zadány v průběhu semestru 2 samostatné práce, které zpracuje s využitím výpočetní techniky. Počítačové laboratoře: - Praktické seznámení s architekturou operačního systému QNX. - Praktické seznámení s architekturou operačního systému QNX. Zadání první individuální práce . - Programování úloh v multiprogramovacím systému a jejich vzájemných vazeb. - Programování úloh komunikace mezi procesy. - Programování úloh pro ověření plánování procesů. - Řešení úloh pro obsluhu přerušení od procesu. - Řešení úloh využívajících segmetace a virtuální paměti. - Programování úloh s práci se soubory a ochranou dat. Zadání druhé individuální práce. - Řešení úloh v systému QNX nebo OS pro vestavěné systémy. - Práce v operačním systému pro vestavěné systémy. - Programování úloh v operačním systému pro vestavěné systémy. - Zápočtová práce s operačním systémem - zadaná praktická úloha.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (145) 51
        Zkouška Zkouška 100  0
        Zápočet Zápočet 45  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2000/2001 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2000/2001 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika (10) Měřící a řídící technika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2000/2001 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika (20) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2000/2001 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika (30) Měřící a řídící technika v biomedicíně P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2000/2001 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika (40) Automatizované systémy řízení P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku