455-0323/01 – 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 zavedení2003/2004Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiamagisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
KOR206 Ing. Jan Kordas
KOT37 Ing. Jiří Kotzian, Ph.D.
SRO30 prof. Ing. Vilém Srovnal, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 2+12

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

- Cílem předmětu je seznámit posluchače se základními znalostmi z oblasti operačních systémů pro řízení v reálném čase a jejich vazba na úlohy řízení. - Studenti získají schopnost se dobře orientovat v možnostech operačních systému pro řízení v reálném čase. - Budou umět správně volit příslušný RT operační systém pro danou řídicí aplikaci a také s ním pracovat.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Projekt

Anotace

- Cílem předmětu je seznámit posluchače se základními znalostmi z oblasti operačních systémů reálného času - RTOS. - Studenti získají schopnost se dobře orientovat v možnostech operačních systému pro řízení v reálném čase. - Budou rovněž umět správně volit příslušný RT 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 RT operačním systému QNX pro osobní počítače. - Dále budou ověřeny také některé další RT operační systémy např. 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 - Cheng A.M.K.: Real-Time Systems Sheduling, Analysis and Verification, J Wiley 2002

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

Kód předmětuZkratkaNázevPovinnost
455-0505 SRvRC Systémy řízení v reálném čase Doporučená

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: - Základní funkce operačních systémů. Požadavky na reálný čas a použití v řídicích systémech. - Rozdělení operačních systémů na RT a non RT základní požadavky na RT operační systém (RTOS). - Struktura RT operačních systémů s ohledem na řídicí aplikaci. Porovnání RTOS s non-RTOS systémy. - Procesy a víceúlohové zpracování a jejich vazby na řízení v reálném čase. Plánování RT procesů s ohledem na preempci a porovnání non-RTOS. Zajištění RT metod plánování - cyklické, prioritní, aj. - Synchronizace procesů a událostí v RTOS, zajištění splnění časových podmínek. - Komunikace mezi RT procesy- synchronní a asynchronní. Zasílání zpráv a signálů a zajištění realizace aplikace v reálném čase - Způsoby řízení paměti vhodné pro úlohy reálného času porovnání s nevhodnými způsoby používanými u non-RTOS. Pevné a dynamické přidělování paměti. Řízení pomocí bitové mapy a spojovacího seznamu, fragmentace a setřásání paměti. - Zajištění funkce ovladače periferií v podminkách RT prostředí. Vztah RT ovladačů a standardní strukturou ovladače. Porovnání hlavních problémů u funkce RTOS ovladače a ovladače v non-RTOS systémech. Rozdělení a funkce ovladače. Obsluha přerušení a komunikace s periferií. - Systém řízení souborů, adresáře, porovnání u RTOS a non-RTOS systémů. Mechanizmy ochrany souborů. - Standart POSIX pro RTOS. Přehled a rozdělení nejpoužívanějších operační systémy pro řízení v reálném čase. Obecné QNX, VxWorks, RT Linux, RTX, aj, pro vestavěné řídicí systémy QNX RTP, OSEK, aj., pro soft RT vestavěné systémy Micro Linux, Windows CE, Windows XP Embedded aj. Jejich vztah k noremě POSIX. - Problematika výběru operačního systému pro řídicí aplikaci. - Perspektivy rozvoje operačních systémů pro práci v reálném čase. Projekty: - Každý studen dostane zadány v průběhu semestru 2 samostatné práce nebo jeden semestrální projekt, 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 RT úloh v RTOS, nastavení a zjištění parametrů u procesů a vláken, jejich vzájemné vazby. - Programování úloh RT komunikace mezi procesy nebo vlákny. - Programování RT úloh a zajištění jejich časových limitů při jejich plánování. - Řešení úloh pro obsluhu přerušení od RT procesu. - Řešení RT úloh se zapojením MMU - řízení paměti. - Programování RT úloh s práci se soubory a ochranou dat. Zadání druhé individuální práce. - Práce s druhým RTOS např. pro vestavěné systémy. - Programování úloh v druhém RTOS. - Zápočtová práce s RTOS - 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 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35 (35) 0
                Laboratorní práce Laboratorní práce 25  0
                Písemka Písemka 10  0
        Zkouška Zkouška 65 (65) 0
                Písemná zkouška Písemná zkouška 55  0
                Ústní zkouška Ústní zkouška 10  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2009/2010 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku