Reconfiguración Dinámica Adaptativa Multiversión en Sistemas de Tiempo Real

Desarrollo de Servicios en Dispositivos con Recursos Limitados

Maestría en Ingeniería de Redes y Servicios Telemáticos

Contenido

• Introducción

• Visión General

• Modelo del Sistema

• Mecanismo de Reconfiguración

• Condición de Planificabilidad

• Solución Optima

• Ejemplo de la Solución

• Conclusiones

Introducción

• Los sistemas en tiempo real anteriormente eran predecibles, periódicos y sencillos.

• Actualmente se han convertido en sistemas muy complejos.

• Calidad

• Distancia del objeto

• Velocidad

• Interacción con el medio

• Tolerancia a Fallos

• Detección de Errores

• Adaptables

Visión General

• El mecanismo de reconfiguración se basa en seleccionar los modos de funcionamiento adecuados de las tareas del sistema con el fin de optimizar una cierta función global del sistema.

• Los modos de funcionamiento de las tareas pueden ser expresadas: • periodos de operación

• múltiples versiones de tareas

Cont…

• El objetivo de este mecanismo de reconfiguración es seleccionar las tareas apropiadas que maximicen el beneficio global del sistema y así mismo presenta un algoritmo que permite negociar la memoria y la velocidad para realizar la optimización de recursos.

• Se considera que cada tarea tiene una o más versiones que deben ser seleccionadas en tiempo de ejecución. • rutinas de recuperación

Modelo del Sistema

• Se considera un sistema compuesto por un procesador para trabajar con multi-versiones de tareas programadas, en donde se considera lo siguiente:

• Tareas no comparten recursos

• Tareas no tienen reglas de precedencia

• Cada tarea genera uno o más trabajos • Trabajos identificados por Ji o Jj i ≠ j

• Liberación instantánea de Ji denotada por ri

• Trabajos ejecutados en [ri , di), donde di = ri + Di

• Di => Tiempo limite relativo

• di => Tiempo limite absoluto

• Tareas periódicas, esporádicas y aperiódicas

Cont.…

• Hay versiones k de cada tarea Ji, significa que Ji puede ser liberado

en k(i) > 0

• Se considera un beneficio asociado de Ji denotado como Aik

• La cancelación de un Ji es denotado por seleccionar una versión k,

donde Cik = 0

• T(t, t’) = {J1, . . . , Jn} trabajos activos

• Trabajo Activo Si ri < t’

• Se denota el interés momentáneo como: si = max (t, ri)

• Tiempo desde el cual la ejecución de Jj es considerada por el mecanismo de reconfiguración.

Cont...

• Tiempo computacional denotado por:

• Mecanismos de reconfiguración deben seleccionar la versión de cada trabajo activo en T(t, t’) que permiten maximizar los beneficios del sistema.

• Los mecanismos de reconfiguración asignan valores a la variables xikϵ {0,1} asociado con cada trabajo en T(t, t’)

Mecanismo de Reconfiguración

• El problema de reconfiguración puede ser declarado de la siguiente manera:

Condición de Planificabilidad

• Un trabajo es Ji ϵ T(t, t’) debe ser planificado no antes de Si (interés momentáneo) y debe terminar por min(t’,dn).

• Teorema: Los trabajos en T(t, t’) = {J1, J2, … , Jn} son planificables en el intervalo (t, t’) si:

• Esta condición de planificabilidad es restrictiva por lo que es suficiente para resolver los problemas de reconfiguración a un camino efectivo.

Solución Optima

Cont.…

Ejemplo

Se tiene que p3(234) = 1, lo que implica que x3,1 = 1, la más alta calidad de las versiones, el intervalo de tiempo, min(234, d3) − C3,1 = 234 − 22 = 212, este es considerado para la ejecución de los otros dos trabajos.

Se tiene que p2(212) = 1, lo que implica que x2,1 = 1, la más alta calidad de las versiones en J2, el intervalo de tiempo, min(212, d2) − C2,1 = 101 − 91 = 10.

p1(10) = 8, lo que implica que x1,8 = 1, la más alta calidad de las versiones en J2, el intervalo de tiempo, min(10, d1) − C1,8 = 10 − 9,3 = 0,7 = 0

Cont.…

Cont…

• Cada tarea, las versiones fueron generadas acordes a una distribución exponencial con parámetro: U= 40%

Conclusiones

• Enfoque para la reconfiguración dinámica de sistemas modernos en tiempo real estructurados como un conjunto de tareas.

• Condición de planificabilidad

• Solución Optima para el problema de reconfiguración

• Demostrado con las simulaciones que el tiempo de ejecución se puede reducir dramáticamente a expensas de una pequeña disminución en el beneficio del sistema.

• Reconfiguración dinámica requiere condiciones de planificabilidad eficientes y soluciones rápidas, dado que estas condiciones llevan a algoritmos eficientes de optimización

Gracias