Echtzeitsysteme

Question 1

Erklären sie den Unterschied zw. einem normalen System und einem Echtzeitsystem

Answer 1

Ein normales System definiert Korrektheit mit log.Korrektheit, während ein EZS die Korrektheit über log.Korrektheit + zeitl.Korrektheit definiert

Question 2

worauf basiert ein EZS

Answer 2

Gleichzeitigkeit, Rechtzeitigkeit, Verfügbarkeit

Question 3

Beschreiben sie die Rechtzeitigkeit eines EZS

Answer 3

• Zeitbedingungen werden vom Prozess diktiert.
• Bedeutet, dass Eingabedaten rechtzeitig abgeholt werden müssen und Ausgabedaten rechtzeitig berechnet werden müssen
• Formate und Klassen von Zeitbedingungen bei EZS in Kombination möglich

Question 4

Beschreiben sie die Formate der Rechtzeitigkeit eines EZS

Answer 4

Question 5

Beschreiben sie die Klassen der Rechtzeitigkeit eines EZS

Answer 5

Question 6

Welche Grundvoraussetzungen müssen EZS gewährleisten, um Zeitbedingungen zu erfüllen? Was muss gleichzeitig gewährleistet werden?

Answer 6

1) Hinreichende Verarbeitungsgeschwindigkeit
2) Zeitliche Vorhersagbarkeit

Question 7

Was bedeutet Gleichzeitigkeit?

Answer 7

Rechtzeitigkeit für mehrere Aktionen gleichzeitig gewährleisten

Question 8

Beschreiben Sie Realisierungsformen der Gleichzeitigkeit

Answer 8

Question 9

Welche Level von EZ-bedingungen / Wertefunktionen gibt es für die Rechtzeitigkeit?

Answer 9

Question 10

was ist ein AGV? welche Aufgaben kann es gleichzeitig ausführen?

Answer 10

Automated Guided Vehicle

Question 11

Wie wird die Verfügbarkeit von EZS definiert? Und was sind die Folgen bei Nicht-Erfüllung der Bedingung. Was ist die Konsequenz daraus?

Answer 11

Verfügbarkeit wird als unterbrechungsfreie Betriebsbereitschaft definiert.

Sonst kann es zu Verletzungen von Zeitbedingungen kommen.

Konsequenz: es darf zu keinen merklichen Betriebsunterbrechungen für Reorganisationsphasen kommen

Question 12

Welche EZ-programmierkonzepte existieren? Zur welcher Realisierung existieren sie?

Answer 12

1) synchrone Programmierung: zur Realisierung zeitgesteuerter EZS
2) asynchrone Programmierung: zur Realisierung ereignisgesteuerter EZS

Question 13

Wie wird synchrone Programmierung angewandt?

Answer 13

zeitl. Verhalten periodischer Aktionen wird vor der Ausführung geplant

Question 14

Beschreiben sie das verfahren der synchronen Programmierung

Answer 14

1) Synchronisation der Aktionen (Startzeitpunkte) mit einem Zeitraster T
2) Zeitraster durch Zeitgeber realisiert
=> zeitgesteuert erzeugte Unterbrechungen dienen dem Start der Aktionen
3) Reihenfolge des Ablaufs der Teilprogramme fest vorgegeben (kein Scheduler)

Question 15

Welche Bedingungen der synchronen Programmierung müssen gewährleistet werden, für einen sauberen Ablauf?

Answer 15

1) SUMME der Ausführungszeiten der einzelnen Aktionen < T
2) Je längere Periodendauer ist ganzzahliges Vielfaches der nächst kürzeren Periodendauer
=> die Periodendauer einer längeren Aktion ein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer einer kürzeren Aktion, um Abweichungen zu verhindern

Question 16

Beschreiben sie die Vor und Nachteile der synchr. Progr.

Answer 16

Vorteile:
+ Effizient bzgl. HW, Analyse
+ festes vorhersagbares Zeitverhalten
+ gut geeignet für zykl. Prozesse
Nachteile:
- geringe Flexibilität
- aperiodische Ereignisse nicht vorgesehen

Question 17

Wie wird Asynchrone Programmierung angewandt?

Answer 17

• Ablauf der Aktionen wird während der Laufzeit nach den Prioritäten der Aktionen gescheduled

Question 18

Was ist erforderlich für eine asynchrone Programmierung?

Answer 18

Erfordert EZ-betriebssystem mit Scheduler
verdrängende Strategie ML (Multi-Level-Priority) -> preemptiv

Question 19

Beschreiben sie Scheduling mit FPP als Variante von ML. Wie werden die Prios verteilt?

Answer 19

• asynchr. Ereignisse werden direkt behandelt (z.B. durch Vergabe der höchsten Prioritäten)
• Periodische Aktionen erhalten Prios nach Rate Monotonic

Question 20

Was sind die Vor und Nachteile der asynchronen Programmierung?

Answer 20

Vorteile:
+ flexibel (Prios ändern statt Programmstruktur)
+ Reaktion auf periodische wie asynchr. Ereignisse möglich
Nachteile:
- Recht- und Gleichzeitigkeit nicht mehr zu 100% garantierbar