9 - Echtzeitsysteme [ID:9938]
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Wunderbar, dann würde ich sagen, legen wir los. Darf ich euch ganz herzlich willkommen

heißen zur Weihnachtsvorlesung. Freut mich, dass es doch noch ein paar geschafft haben,

obwohl ich weiß schon, die meisten sind natürlich schon im Weihnachtsmodus eingestellt und

viele auf dem Weg nach Hause. Freut mich, dass ihr es geschafft habt. Wir werden uns

heute mit einem, also ich habe etwas seichteres Thema mitgenommen, das heißt, ich denke,

wir werden ganz gut durchkommen, auch wenn wir eine Pause noch einlegen wollen. Worum

soll es heute gehen? Naja, um eine weitere Eigenschaft, die wir den Theoretikern wieder

klauen wollen. Da kann ich übrigens noch ganz aktuell berichten. Ich war am Wochenende

in Amerika, in Nashville, in einem Meeting von einer Konferenz, also von einem Gutachter

von einer Konferenz, wo also wissenschaftliche Publikationen begutachtet werden und dann

eben entschieden wird, ob die auf dieser Konferenz gezeigt werden dürfen oder nicht. Und da

hatte ich ein Papier, Theoretikerpapier, die sich mit Worst-Case-Response-Time-Analyse

beschäftigt haben, also Planbarkeitsanalyse, im Prinzip genau das gleiche, was ich hier

auch mache. In einem relativ speziellen Fall konnten dann zeigen, ja, sie sind um 5 oder

10 Prozent besser als vorherige Ansätze. Sie haben nur leider eine Annahme getroffen,

das werdet ihr vielleicht in ein paar Wochen dann besser verstehen, wenn wir uns dem Multicore-Scheduling

zuwenden. Sie haben die Annahme getroffen, dass man Tasks zwischen Prozessoren migrieren

kann, also nicht nur Verdrängung erlaubt ist, also das wisst ihr ja schon, Verwaltungsgemeinkosten

von Verdrängung ist nicht unerheblich. Aber wenn ich im Prinzip dasselbe Spielchen in

Zwischenkernen machen möchte, also ich sage auf CPU-A, der Task wird verdrängt und der

soll bitte auf CPU-B weiterlaufen, dann könnt ihr euch wahrscheinlich schon vorstellen,

dass das mit immensen Kosten verbunden ist. Denn dieser ganze Hardware-Kontext muss ja

von CPU-A auf CPU-B transferiert werden und das kostet, das sind nicht zu vernachlässigende

Verwaltungsgemeinkosten. Das habe ich Ihnen natürlich ins Heft geschrieben, habe gesagt,

Leute ihr macht hier 5-10% Verbesserungen und ihr tut aber so, als ob das nichts kostet.

Ihr solltet das also inzwischen schon besser wissen und auf jeden Fall, wenn wir das Multicore-Kapitel

haben, dann auch verstehen, dass es da noch schlimmer wird. Das ist eine sehr, sehr unrealistische

Annahme. Also habe ich gesagt, ich möchte nicht, dass dieses Papier gezeigt wird. Dann

waren da sehr viele Theoretiker und die haben mir dann gesagt, so ja, das verstehen wir

schon und wir wissen ja, dass das so ist, aber das ist so schwierig, wenn man diese Annahme

akzeptiert und letztendlich war dann so der Grundtheno, ja du kannst nicht die Misere

oder das Dilemma einer ganzen Forschungsrichtung auf dieses eine Papier projizieren, weil das,

was sie gemacht haben, haben sie ja schon schön gemacht, sie machen es halt wie alle anderen

auch falsch. Wir wollen, dass es angenommen wird. Sie haben sich durchgesetzt. Also nur

so viel zum, warum ich immer so gerne gegen die Theoretiker bestehe. Aber die haben natürlich

recht, weil die Argumentation ist, man arbeitet sich so stückweise vor und man kann auf diese

Arbeit aufbauen und man kann das noch besser machen und noch besser machen und irgendwann

kann man dann vielleicht mal die Verwaltungsgemeinkosten auch tatsächlich berücksichtigen, aber die

machen es noch nicht. Gut, also so viel zu dem Thema. Heute klauen wir also den Theoretikern

wieder eine ihrer Annahmen, nämlich die Rangfolge. So, was sind Rangfolgen? Das gucken wir uns

heute an. Letztendlich heißt es immer dieses Ursache-Wirkungs-Prinzip. Habt ihr bestimmt

schon oft gehört. Cross-Effect-Chains, Ursache-Wirkungsketten, ist ein ganz wichtiges Prinzip, das man verstanden

haben muss, wenn man Echtzeitsysteme baut. In der Industrie ganz häufig vernachlässigt,

und zwar kann ich dann gleich noch ein paar Sachen dazu erzählen, wie das da abläuft.

Und dann fragen wir uns natürlich heute oder ich werde versuchen heute die Frage zu beantworten,

wie implementieren wir denn diese Rangfolgen sinnvoll in einem Echtzeitsystem? Gut, fangen

wir mit den Grundlagen an. Was ist denn nun eine Rangfolge? Naja, eine Rangfolge ist nichts

anderes wie eine Reihenfolge. Anderer Begriff für eine Reihenfolge. Also ihr habt bestimmte

Tätigkeiten in eurem System, die müssen in einer bestimmten Reihenfolge abgearbeitet

werden, ansonsten sind sie halt nicht gültig, erzeugen keine korrekten Ergebnisse oder

Teil einer Videoserie :

Zugänglich über

Offener Zugang

Dauer

01:16:04 Min

Aufnahmedatum

2018-12-20

Hochgeladen am

2018-12-21 00:59:03

Sprache

de-DE

Durch die Kopplung an die Realzeit, sind Echtzeitsysteme per Definition in die (reale) Umwelt eingebettet. Hier dienen sie typischerweise der Steuerung und Regelung von physikalischen Prozessen, wie beispielsweise dem Airbag eines Fahrzeugs.

Die Entwicklung eines Echtzeitsystems schliesst typischerweise Experten aus verschiedenen Bereichen mit ein. Die Veranstaltung nähert sich der Thematik zwar aus der Sicht der Informatik, ist jedoch grundsätzlich interdisziplinär ausgelegt und richtet sich sowohl an Studierende der Informatik als auch an diejenigen anderer Studiengänge mit einem anwenungsorientierten Bezug wie beispielsweise Mechatronik, Elektrotechnik, I&K, CE, Maschinenbau und Medizintechnik (siehe Vorraussetzungen).

Entsprechend weit spannt sich auch das Themengebiet Echtzeitsysteme auf. Abhängig von der Betrachtungsebene spricht man allgemein von eingebetteten Systemen oder, um den regelungstechnischen Anteil hervorzuheben, von Cyber-Physical Systems. Die Veranstaltung Echtzeitsysteme nimmt hierbei den Standpunkt der Systemsoftware (Echtzeitbetriebssystem) ein und erlaubt dadurch einen querschneidenden Einblick in die gesamte Welt der Echtzeitsystementwicklung. Die Vorlesung vermittelt dabei die notwendigen Grundkenntnisse, Techniken und Mechanismen für die Entwicklung von Echtzeit(betriebs)systemen und schafft damit eine gemeinsame Grundlage für alle Beteiligten.

Ziel der Veranstaltung ist neben einem fundierten theoretischen Überblick auch die tiefgehende Vermittlung von praktischem Wissen und Fähigkeiten, welche als Basis für eine erfolgreiche industrielle bzw. wissenschaftliche Anwendung dienen können.

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