Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Terminated in academic year 2009/2010

Systémy řízení v reálném čase

Typ studia bakalářské
Jazyk výuky čeština
Kód 455-0505/03
Zkratka SRvRC
Název předmětu česky Systémy řízení v reálném čase
Název předmětu anglicky Real Time Control Systems
Kreditů 4
Garantující katedra Katedra měřicí a řídicí techniky
Garant předmětu doc. RNDr. Jindřich Černohorský, CSc.

Subject syllabus

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 distribuované systémy.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. Koncept obecného 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 procesoru a plánování procesů. prioritní strategie, cyklické plánování. Stárnutí procesů. Typické synchronizační úlohy Úloha o vzájemném vyloučení, Producent-konzument, čtenáři-písaři, souběh. Techniky komunikace prostřednictvím zasílání zpráv, 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 implementace tříd , 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 chyb pomocí výjimek, Principy koncepce bezpečnosti. Ukazatelé spolehlivosti systémů. Principy zálohování. Majoritní systémy.
Úvod do softwarového inženýrství/1- Analýza - Životní cyklus systému, spirální model, vodopádový model . Návrhové koncepty - souběžné zpracování, zapouzdření, objektové koncepty, stavové diagramy. Analýza požadavků, definice požadavků-specifikace systému, systémová specifikace
Úvod do softwarového inženýrství /2 - Návrh - Techniky návrhu, metoda postupného zjemňování, strukturování toku dat, konstrukce modulů, modularizace, a návrh dat a programových řídících struktur, notace, stavový diagram jako prostředek 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, provedení testu 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 stavových přechodů, Diagramy komunikací,Sekvenční diagram, Ćasovací diagramy, Diagramy přehledu interakcí

Základy jazyka UML 2.0, Diagramy balíčků, Diagramy tříd, Diagramy Objektů, Diagramy složených struktur, Diagram Komponent, Diagramy rozmístění
Sběrnice, sítě, distribuované systémy. Sběrnice, logický a fyzický koncept sběrnice. Synchronní a asynchronní sběrnice. 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 dat
Paralelní port: paralelní výstup dat, rozšíření portu na 32 bitů, sběrnice PC
Game port : měření napětí, hlídání mezních hodnot spínací výstup, čítače


Počítačové 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 rozhraní metod
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

Literature

Černohorský : Sylaby k předmětu Řídicí systémy s počítači I.

Advised literature

Bennet S. : Real-Time Computer Control, Prentice Hall 1988
Schiper A.: Concurrent Programming, North Oxford Academic, 1989
Buttazo, G. : Hard Real Time Computing Systems, Kluwre Academic Publishers, 1997