Echtzeitsysteme
Was ist ein Echtzeitsystem?
Nach DIN 44300 gilt folgende Definition für den Begriff „Echtzeitsystem“: Ein Betrieb eines Rechensystems, bei dem Programme zur Verarbeitung anfallender Daten ständig betriebsbereit sind, derart, dass die Verarbeitungsergebnisse innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne verfügbar sind. Die Daten können je nach Anwendungsfall nach einer zeitlich zufälligen Verteilung oder zu vorherbestimmten Zeitpunkten anfallen.Dies bedeutet, dass ein Echtzeitsystem sowohl die funktionale Korrektheit als auch die Dauer der Ermittlung der Ergebnisse garantieren muss (zeitliche Korrektheit). Hierbei ist unter harter und weicher Echtzeit zu unterscheiden. Beispielsweise muss ein System für Videokonferenzen, welches Bild und Ton innerhalb von Millisekunden aufnimmt, versendet und darstellt, nur weiche Echtzeitanforderungen erfüllen, da bei Verzögerung von einigen Bildern dies lediglich zu einer „ruckartigen“ Darstellung führt. Im Gegensatz dazu muss die Motorsteuerung eines Autos harte Echtzeit erfüllen, da bei nicht korrekter Einhaltung dies einen mechanischen Schaden oder im schlimmsten Fall einen Unfall zur Folge hat.
Inhalt der Vorlesung
Die Vorlesung „Echtzeitsysteme“ stellt zunächst allgemein wichtige Grundlagen von Echtzeitsystemen vor. So wird unter anderem auf Hardwareanforderungen (wie Interrupttechnik, Timer) und Echtzeitbetriebssysteme, hier vor allem auf Schedulingtechniken wie Rate Monotonic Scheduling oder Earliest Deadline First, Prioritätsinversion oder Prioritätsanhebung eingegangen. Abschließend behandelt die Vorlesung verschiedene Softwareanforderungen und Programmiersprachen, Entwurfsmethodiken (beispielsweise Endliche Automaten, Petri-Netze), und Performanzbewertung.
Inhalt der Übung
Der Schwerpunkt der Übung liegt dabei auf Threadsynchronisation und verschiedenen Schedulingalgorithmen.
Informationen
- Ansprechpartner für die Vorlesung sind Prof. Dr. Bernhard Sick und Dipl.-Inf. Tobias Reitmaier.
- Links zu den Online-Lernmodulen "Echtzeitsysteme ohne kritische Abschnitte", "Echtzeitsysteme mit kritischen Abschnitten" und "Echtzeitkommunikation".
- Formale, allgemeine Angaben zur Vorlesung (z. B. Zuordnung zu Anwendungsgebieten, Kreditpunkte, Prüfungsart) sind im Modulhandbuch zu finden. Studiengang -> Prüfungsordnung -> Modul
- Jeweils aktuelle Informationen zur laufenden Vorlesung (z. B. Folien, Literaturhinweise, Prüfungstermine) werden im Moodle der Universität Kassel bereitgestellt. Link zum
- Vorlesungsverzeichnis