Předmět Systémy řízení v reálném čase (SRvRC)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu SRvRC - Systémy řízení v reálném čase, Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava (VŠB-TU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Definovat typické vlastnosti systémů reálného času. Definovat charakteristické vlastnosti řídicích systémů. Charakterizovatvztah systémů reálného času k systémům řízení technologických procesů. Objasnit typické problémy implementacesystémů reálného času a identifikovat jejich příčiny. Aplikovat standardní postupy jejich řešení. Charakterizovatprincipy analýzy a návrhu a implementace software řídicích systémů.Objasnit roli modelovacího jazyka UML2 a využítjeho základních diagramů k zachycení výsledků analýzy. Objasnit principy konstrukce software pomocí paradigmatuobjektově orientovaného programování a demonstrovat je na jednoduchých příkladech. Ve cvičeních zvládnout praktickézáklady této problematiky, tj. konstruovat jednoduché příklady tohoto typu pomocí programovacího jazyka C#. Aplikovatzákladní poznatky bezpečné konstrukce řídicích systémů. Charakterizovat principy konstrukce distribuovaných systémůa vyhodnotit na jednoduchých modelových příkladech přínosy jejich použití.

Osnova

Přednášky: Řídicí systémy, Řízení v reálném čase (RT systémy), klasifikace RT systémů -"Hard", "Soft", vestavné systémy.Rozhraní pro komunikaci s průmyslovým prostředím, problematika přenosu dat. Centralizované, hierarchické a distribuovanésystémy.Souběžné procesy a jejich synchronizace. Kontext, přepínaní kontextu. Časová závislost a nezávislost procesů,Bernsteinovy podmínky. Přerušení, kontext Synchronizace procesů. Kritické sekce, zakázané oblasti, postupová cesta, Problém výlučného přístupu. Konceptobecného synchronizačního nástroje. Techniky pasivního a aktivního čekání a jejich realizace: maskování přerušení,uzamykání procesu, operace delay. Semafory, signály a monitory. Synchronizace a komunikace prostřednictvím zasílání zpráv. Přidělování procesorua plánování procesů. prioritní strategie, cyklické plánování. Stárnutí procesů. Typické synchronizační úlohy Úlohao vzájemném vyloučení, Producent-konzument, čtenáři-písaři, souběh. Techniky komunikace prostřednictvím zasílánízpráv, synchronní a asynchronní komunikace. OOP a jeho principy, data a metody, rozhraní, zapouzdření, dědičnost a polymorfismus. Řízení viditelnosti identifikátorů, soudržnost a spřaženost, abstraktní třídy, asociace a agregace, Metody implementacetříd , výjimky Specifické metody implementace a komunikace objektů Problematika zpracování souborů a systémy reálného času Bezpečnost řídicích systémů. Ošetření chyb v řídicích systémech. Chyba a Porucha. Poruch HW a SW. Ošetření chybpomocí výjimek, Principy koncepce bezpečnosti. Ukazatelé spolehlivosti systémů. Principy zálohování. Majoritnísystémy. Úvod do softwarového inženýrství/1- Analýza - Životní cyklus systému, spirální model, vodopádový model . Návrhovékoncepty - souběžné zpracování, zapouzdření, objektové koncepty, stavové diagramy. Analýza požadavků, definicepožadavků-specifikace systému, systémová specifikace Úvod do softwarového inženýrství /2 - Návrh - Techniky návrhu, metoda postupného zjemňování, strukturování tokudat, konstrukce modulů, modularizace, a návrh dat a programových řídících struktur, notace, stavový diagram jakoprostředek modelování řídicího algoritmu Úvod do softwarového inženýrství /3 - Implementace, testování a údržba. Testování a instalace , metody testování:statické, dynamické, metoda black-box a white-box, testovaní zdola nahoru a shora dolů. Plánování testů a testování:příprava objektů pro lokalizaci chyb, výběr testovaných dat a podmínek, organizace podmínek testování, provedenítestu a lokalizace chyb. Procedura jako kontrakt, funkce ASSERT.Typické chyby. Základy jazyka UML 2.0, Diagramy pro modelování chování: Diagram případů užití , Diagramy aktivit, Diagramy stavovýchpřechodů, Diagramy komunikací,Sekvenční diagram, Ćasovací diagramy, Diagramy přehledu interakcí Základy jazyka UML 2.0, Diagramy balíčků, Diagramy tříd, Diagramy Objektů, Diagramy složených struktur, DiagramKomponent, Diagramy rozmístění Sběrnice, sítě, distribuované systémy. Sběrnice, logický a fyzický koncept sběrnice. Synchronní a asynchronnísběrnice. Architektura Master-Slave. Přidělování sběrnice. Architektura ISO OSI. Průmyslové sběrnice. Laboratoře:Seriový port: přímé digitální vstupy, přímé digitální výstupy, jednoduché A/D převodníky, měření frekvence, seriový přenos datParalelní port: paralelní výstup dat, rozšíření portu na 32 bitů, sběrnice PCGame port : měření napětí, hlídání mezních hodnot spínací výstup, čítačePočítačové laboratoře: Úvod do prostředí vývojového nástroje Microsoft Visual Studio C#, základní komponenty, výjimky Sofistikované komponenty, využití některých komponent pro řízení Práce s grafikou, dialogy windows Databáze MS SQL Server - DataSet, DataTable, Adapter, SQL Connection, SQL Select Databáze MS SQL Server - SQL Insert, SQL Parametr, Delete, Where Objektové programování, třída, objekt, konstruktor, destruktor, víceparametrové předávání proměnných v rozhranímetod Vlákna ve windows - úvod do použití vláken, spouštění vláken, paměť vláken, jméno, Thread.Sleep, Vlákna ve windows - priorita vlákna, stav vlákna, spojení vláken Vlákna ve windows - synchronizace vláken, monitor, Lock Vlákna ve windows - implementace vláken do aplikací, typické případy v řídicích systémech DLL knihovny ve Visual C++ a její volání ze C# Objektové přístupy při návrhu architektury aplikací, vývojové diagramy, petriho sítě, UML 2.0 Jazyk UML - základní diagramy, nástroj MS Visio a jeho možnosti Jazyk UML v řídicích systémech

Literatura

Černohorský : Sylaby k předmětu Řídicí systémy s počítači I.

Požadavky

Žádné

Garant

doc. RNDr. Jindřich Černohorský, CSc.

Vyučující

doc. RNDr. Jindřich Černohorský, CSc.Ing. Jaromír Konečný, Ph.D.