Файл: Курс лекций по дисциплине СРВ (Артемов СП).pdf

41 

а)  собственно  надежность,  т.е.  отказоустойчивость  системы  на 

протяжении  определенного  времени.  Обеспечивается  техническими 

средствами  (дублирование  функций,  дублирование  среды  передачи, 

передача методом запрос/ответ). 

б)  Доступность  и  безопасность  –  к  системе  должен  быть 

организован  именованный  доступ,  позволяющий  определить  «своего» 

и «чужого», а также внешнее обеспечение безопасности.  

в) Сохранность – включает в себя внешнюю сохранность объекта, 

сохранность 

информации 

(наличие 

средств 

архивирования 

информации, распределения, хранения).  

2.2. Своевременность включает: 

 - 

«Отзывчивость»  -  подразумевает,  что  каждый  узел  должен 

реагировать на переданное ему событие по заданному алгоритму. 

 - 

Исполнительность  –  четкое  выполнение  функций  в 

соответствии с временными диаграммами. 

 - 

Актуальность  –  любые  данные,  любые  действия  в  текущий 

момент времени должны быть последними и соответствовать текущей 

ситуации.  

 - 

Временная предсказуемость – заключается в том, что в каждый 

последующий  момент  времени  мы  должны  знать,  в  каком  состоянии 

система  будет  находиться  и  как  будет  себя  вести,  а  также,  за  какое 

время  обрабатывается  тот  или  иной  параметр.  Данные  требования 

складываются в задачу моделирования. 

  - 

Контролируемость  –  любой  объект  системы  должен  быть 

управляемым.  Это  подразумевает  наличие  специальной  функции  в 

системе,  позволяющей  производить  анализ  функционирования  узлов. 

Система должна адекватно реагировать на команды пользователя. 

2.3. Динамическое управление изменениями. 

42 

Версионность (В1; В2) 

Последующие 

версии 

должны 

функционировать 

без 

дополнительных  технических  изменений  (т.е.  это  –  гибкость  системы, 

возможность расширения и модернизации).  

Увеличение производительности достигается:  

1) увеличением мощности вычислительного узла, 

2) увеличением мощности системы в целом.  

Узел 1 

Узел 2

Температура

воздуха 

Узел 3

Уровень

масла 

Рис. 22

Все  группы  требований  являются  требованиями  среды 

исполнения.  Реализация  этих  требования  вытекает  из  процесса 

анализа  будущей  автоматизированной  системы.  Особенно  актуален 

анализ для системы с жестким РВ. 

На  этапе  проектирования  систем  надо  учитывать  параметры 

систем с жестким РВ. 

Четкое разделение типов объектов на: 

а) объекты,  

б) действия.  

При этом действия подразделяют на циклические и единичные. 

Точное  определение  требований  приложений  по  распределению 

времени для каждого объекта. 

43 

Определение 

относительной 

важности 

каждого 

объекта 

необходимо  в  том  случае,  если  возникает  ситуация,  когда  2  объекта 

претендуют на 1 участок времени. 

Точное определение и использование объектов и ресурсов. 

Подбор  наиболее  подходящей  для  планировки  распределения 

времени программной архитектуры. 

Указанные  параметры  влияют  на  архитектуру  систем  жесткого 

РВ. 

Архитектура делится на:  

- 

Логическую  –  включает  действия,  которые  выполняются 

независимо  от  требований,  накладываемых  средой  исполнения.  Эти 

требования 

направлены 

на 

удовлетворение 

функциональных 

требований. 

- 

Физическую – включает расчет параметров и условий, которые 

обеспечивают  функциональные  и  нефункциональные  требования. 

(

Нефункциональные  требования  учитываются  на  стадиях  детального 

проекта и реализации). 

Проектирование систем жесткого реального времени 

Важнейшей  стадией  при  разработке  любой  системы  реального 

времени  является  создание  проекта,  который  удовлетворяет  ряду 

важных  требований.  Системы  реального  времени  отличаются  от 

обычных  систем  обработки  данных  тем,  что  к  ним  применяются 

некоторые 

нефункциональные 

требования 

(надежность 

и 

распределение  времени).  Как  правило,  стандартные  методы 

проектирования не дают хороших результатов. 

Обзор процесса проектирования 

В  настоящее  время  все  больше  заметно,  что  роль  и  важность 

нефункциональных требований в разработке комплексных приложений 

44 

оценивается  неадекватно.  Для  разработчиков  систем,  для  методов, 

которые  они  используют,  характерна  концентрация  в  первую  очередь 

на  функциональности,  и  лишь  потом,  сравнительно  поздно,  -  на 

нефункциональных  требованиях.  Мы  полагаем,  что  такой  подход 

неверен  при  производстве  безопасных  ответственных  систем. 

Например,  часто  требования  по  расчету  времени  рассматриваются  в 

рамках  производительности  системы  как  целого.  Отсутствие 

необходимой  производительности  часто  выливается  в  какие-либо 

специальные ее изменения. 

Нефункциональные  требования  включают  в  себя  надежность 

(например,  собственно  надежность,  доступность,  сохранность  и 

безопасность), 

своевременность 

(например, 

"отзывчивость", 

"исполнительность", 

актуальность, 

временная 

предсказуемость, 

контролируемость),  и  управление  динамическими  изменениями  (т.е. 

занесение  эволюционных  изменений  в  работающую  систему).  Эти 

требования  и  условия,  вносимые  средой  исполнения,  должны 

приниматься  во  внимание  во  время  разработки.  Во время  разработки 

необходима  ранняя  привязка  программных  функций  к  компонентам 

устройств с тем, чтобы можно было проводить анализ распределения 

времени и надежностных характеристик еще не отлаженной системы. 

Учет особенностей жестких систем реального времени 

Мы  предполагаем,  что  если  методы  проектирования  адекватно 

учитывают  особенности  жестких  систем  реального  времени,  то  они 

должны поддерживать: 

четкое  разделение  типов  действий/объектов,  которые 

находятся  в  жестких  системах  реального  времени  (т.е.  циклические  и 

единичные действия).  

45 

точное 

определение 

требований 

приложения 

по 

распределению времени для каждого объекта.  

определение относительной важности каждого объекта для 

успешного функционирования приложения.  

точное  определение  и  использование  объектов  контроля 

ресурсов.  

переход  к  наиболее  подходящей  для  планировки  и 

распределения времени программной архитектуре.  

Кроме  того,  методы  проектирования  должны  допускать  влияние 

планировки на проект как можно раньше. 

Жизненный цикл жестких систем реального времени 

Наш подход заключается в разделении архитектурного плана на 

две фазы: 

логическая архитектура;  

физическая архитектура.  

Логическая  архитектура  включает  действия,  которые  могут  быть 

проделаны 

независимо 

от 

условий, 

накладываемых 

средой 

исполнения,  и  в  первую  очередь  направлены  на  удовлетворение 

функциональных  требований.  Физическая  архитектура  принимает  в 

расчет 

эти 

и 

другие 

условия 

и 

вдобавок 

охватывает 

нефункциональные  требования.  Физическая  архитектура  формирует 

основу  для  того,  чтобы  нефункциональные  требования  уже  были 

удовлетворены,  когда  существуют  детальный  проект  и  реализация. 

Например,  если  все  объекты  построены  с  учетом  худших  условий  по 

распределению  времени  и  надежности,  то  сама  система  будет 

удовлетворять требованиям сохранности. Таким образом, физическая 

архитектура позволяет оценить параметры разработки для достижения 

компромиссного решения для всех требований задачи.