Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2009/2010

Řídicí systémy s počítači

Typ studia navazující magisterské
Jazyk výuky čeština
Kód 455-0311/01
Zkratka RSsP
Název předmětu česky Řídicí systémy s počítači
Název předmětu anglicky Cotrol Systems using Computers
Kreditů 6
Garantující katedra Katedra měřicí a řídicí techniky
Garant předmětu doc. RNDr. Jindřich Černohorský, CSc.

Osnova předmětu

Přednášky:
Operační systémy a operační systémy pro řízení v reálném čase. Struktura a funkce operačního systému. Kernel ( jádro OS ), řídící systémy využívající pouze kernel.

Operační systém Linux a jeho použití pro řízení v reálném čase. Operační systém RTX pro Windows a jeho použití pro řízení v reálném čase.
Přehled technik pro synchronizaci souběžných úloh v multitaskových RT OS - Zákaz přerušení, zamykání, semafor, signál, monitor.
Kritické RT-systémy. Plánování úloh v kritických RT systémech Plánování aperiodických úloh:Plánování periodických úloh: Faktor využití procesoru, Frekvenčně monotónní plánování ( RMS - Rate monotonic scheduling )
Strukturované návrhové techniky pro RT systémy, DFD - diagramy datových toků, Metody Yourdona, Ward-Mellora, Mascot
Metoda DARTS pro RT systémy a distribuované systémy
Techniky objektově orientované analýzy a návrhu: identifikace objektů, specifikace atributů, definice operací a komunikace mezi objekty. Reprezentace vztahů mezi třídami a objekty, modularizace návrhu.
Návrhové vzory

Návrhové vzory, architektura softwarových systémů
Komponentní systémy ,COM, DCOM, OLE, ActiveX , OPC.
Distribuované algoritmy a protokoly. Paralelismus a distribuovanost, procesy a komunikační cesty, vlastnosti distribuovaných algoritmů, Architektury distribuovaných systémů.
Problém výlučného přístupu a jeho řešení, zprávy a technika časových známek, Lamportův algoritmus, deadlock a jeho detekce, problém detekce.
DCE, Middleware, RPC, Klient Server
Integrace systémů řízení v průmyslovém podniku - případová studie


Projekty:
Příklady projektů
Analýza, návrh a implementace stavového automatu bankomatu
Analýza, návrh a implementace stavového nápojového automatu
Analýza, návrh a implementace stavového automatu jednokabinového systému výtahu

Analýza, návrh a implementace stavového automatu vícekabinového systému výtahu
Analýza, návrh a implementace ovladače displeje pomocí paralelního portu
Analýza, návrh a implementace generování PWM signálu na paralelním portu
Analýza, návrh a implementace demonstrační a měřicí aplikace pro stanovení některých charakteristických parametrů operačního systému reálného času
Analýza, návrh a implementace socketového propojení dvou operačních systémů na různých hardwarových platformách


Počítačové laboratoře:
Operační systém Linux - seznámení s operačním systémem
Operační systém Linux - základní programové prostředky a procesy reálného času
Hard real-time rozšíření Linuxu, procesy a signály
Operační systém Windows - seznámení s procesy reálného času
Hard real-time rozšíření Windows, procesy a signály
Vzájemná komunikace mezi procesy

Synchronizační mechanismy
Vstupní a výstupní operace
Ovladače pro bloková a znaková zařízení, síťová zařízení
Křížový vývoj aplikací pro Linux a Windows platformu
CASE SELECT YOURDON - tvorba DFD schémat
STD schémata stavových přechodů
Zpracování semestrální úlohy. Zápočet.

Povinná literatura

Gomma,H.: Software Design Methods for Concurrent and Real-Time Systems, Addison-Wesley,1993
Pressman,R.S.: Software Engineering, McGraw-Hill Book Company,1994
Booch,G.: Object Oriented Analysis and Design with Applications, Addison-Wesley,1994
Kolektiv autorů: Linux - dokumentační projekt. Brno 2003. Computer Press. ISBN 80-7226-761-2.

Doug Abbott : Linux for Embedded and Real-time Applications. Burlington 2003. Elsevier Science. ISBN 0-7506-7546-2

Doporučená literatura

Černohorský,J.: Sylaby k předmětu Řídicí systémy s počítači II. Sylaby na WWW stránkách katedry,2002
Ardence RTX for Windows. Homepage at http://www.ardence.com

RTAI - the RealTime Application Interface for Linux from DIAPM. Homepage at https://www.rtai.org

RTLinuxFree. Homepage at http://www.rtlinuxfree.com