PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK REAL-TIME 13 PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK REAL-TIME By : Andi Latifa Nabone

MATERI PERANCANGAN SISTEM EKSEKUSI REAL –TIME SISTEM MONITORING DAN KONTROL SISTEM AKUSISI DATA

SISTEM REAL TIME Sistem real-time merupakan perangkat lunak di mana kerja benar dari sistem tersebut bergantung pada hasil yang dikeluarkanoleh sistem dan waktu di mana hasil ini dibuat. Sistem real-time ‘lunak’ merupakan sistem yang operasinya terdegradasi jika hasil tidak dikeluarkan menurut persyaratan waktu yang telah ditentukan. Sistem real-time’keras’ merupakan sistemyang operasinya tidak benar jika hasil tidak diberikan menurut spesifikasi waktu.

SISTEM REAL TIME Cara memandang sistem real-time adalah sebagai sistem stimulus/respons. Jika diberikan suatu stimulus input tertentu,sistem harus menghasilkan respons yang sesuai. Dengan demikian dapat didefinisikan dengan mendaftar stimuli yang diterima oleh sistem,respons yang berhubungan dan waktu dimana respons tersebut harus diberikan.

Perancangan Sistem Proses perancangan untuk sistem real-time berbeda dari proses perancangan perangkat lunak lain karena waktu tanggap sistem harus diperhitungkan di awal proses. Event stimuli,ketimbang objek atau fungsi, harus merupakan pusat proses perancangan.

Perancangan Sistem Ada beberapa tahapan pada proses perancangan ini: Identifikasi stimuli yang harus diproses sistem dan respons yang sesuai Untuk setiap stimulus dan respons yang sesuai,identifikasi batasan waktu yang berlaku untuk stimulus dan pemrosesan respons. Gabungkan pemrosesan stimulus dan respons menjadi sejumlah proses yang konkuren. Model umum yang baik untuk arsitektur sistem adalah mengasosiasikan proses.

…Lanjutan Untuk setiap stimulus dan respons,rancang algoritma untuk melakukan komputasi yang diperlukan. Desain algoritma seringkali harus dikembangkan relatif di awal proses perancangan untuk memberikan indikasi mengenai banyaknya pemrosesan yang dibutuhkan dan waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan pemrosesan ini. Rancang sistem penjadwalan yang akan menjamin bahwa proses dimulai memenuhi batas waktu akhirnya Integrasikan sistem dengan kontrol eksekutif real-time

Pemodelan sistem real-time Model status sistem menganggap bahwa,pada setiap saat, sistem berada pada salah satu dari sekian banyak status yang mungkin. Ketika suatu stimulus diterima,transisi ke status yang berbeda dapat terjadi. Sebagai contoh suatu sistem yang mengontrol sebuah katup dapar berpindah sari status’Valve Open’ ke status ‘Valve Closed’ ketika command operator diterima.

Pemodelan sistem real-time Model status merupakan cara yang baik dan tidak bergantung pada bahasa dalam mempresentasikan desain dengan sistem real-time. Model ini bagian integral dari metode perancangan real-time(Ward dan Mellor,1985; Harel 1987,1988). Metode Harel yang berdasarkan pada notasi yang disebut StateChart. Menstruktur model status sehingga sekumpulan status dapat dianggap sebagai entitas.

Eksekutif Real-time Eksekusi Real-Time analog dengan system operasi pada computer umum, eksekutif ini menangani proses dan alokasi sumber daya pada system real-time. Eksekusi ini memulai dan menghentikan proses yang sesuai sehingga stimuli dapat ditangani dan mengalokasikan memori dan sumber daya prosesor. Baker dan Scallon(1986) memberikan pembahasan yang baik mengenai fasilitas yang dibutuhkan pada eksekutif real-time. Cooling (1991) juga membahas produk eksekutif real-time komersil, walaupun ada beberapa produk eksekutif real time yabg tersedia, persyaratan yang khusus dari banyak system real time seringkali yang dikembangkan.

Eksekutif Real-time Clock real-time. Komponen ini memberikan informasi untuk menjadwalkan proses secara periodik. Interrupt handler. Menangani permintaan aperiodic untuk layanan. Penjadwal. Komponen ini bertanggung jawab terhadap pemeriksaan proses yang dapat dijalankan dan memilih salah satunya untuk dieksekusi. Manajer Sumber Daya. Jika diberikan proses yang dijadwalkan untuk dieksekusi, manajer sumber daya mengalokasikan memori yang sesuai dan sumber-sumber daya proses. Despatcher. Komponen ini bertanggung jawab untukm memulai ekseskusi suatu proses.

Manajemen Real-time Manajemen Proses pada eksekutif real-time berhubungan dengan penanganan set proses konkuren yang merupakan bagian dari system real-time. Manajer Proses harus memilih satu proses untuk dieksekusi, mengalokasikan memori dan sumber daya proses bagi proses tersebut dan memulai eksekusinya pada proses. proses-proses periodic adalah proses-proses yang harus dieksekusi pada interval waktu yang telah ditentukan sebelumnya untuk menentukan kapan suatu proses akan dieksekusi.

Manajemen Real-time Ada Dua Strategi Penjadwalan Dasar: Penjadwalan non-preempsi. Begitu suatu proses telah dijadwalkan untuk eksekusi, proses akan berjalan sampai selesai atau sampai diblok, untuk suatu alasana seperti menunggu input. Hal ini megakibatkan masalah jika terdapat proses dengan prioritas yang berbeda dan proses berprioritas tinggi ternyata harus menunggu prioritas rendah selesai. Penjadwalan preempsi. Eksekusi proses yang sedang berjalan dapat dihentikan jika proses dengan prioritas lebih tinggi membutuhkan layanan. Proses dengan priorotas lebih tinggi tersebut melakukan preempsi terhadap eksekusi proses yang prioritasnya lebih rendah dan dialokasikan ke prosesor.

Sistem monitoring dan kontrol sistem Monitoring Dan Kontrol merupakan system real –time yang yang penting. Sistem-sistem ini memeriksa sensor yang memberikan informasi mengenai lingkungan system dan mengambil tindakan dengan hasil pembacaan sensor. System monitoring mengambil tindakan ketika dideteksi nilai sensornya eksepsional. System control terus mengontrol akuator perangkat keras dengan bergantung pada nilai yang bersangkutan.

Sistem akusisi data Sistem akusisi data merupakan kelas lain dari sistem real-time yang biasanya didasarkan pada model arsitektural generik Sistem ini mengumpulkan data dari sensor untuk pemrosesan dan analisis selanjutnya. Pada sistem ini real-time yang melibatkan akusisi data dan pemrosesan,kecepatan eksekusi dan periode proses akusisi dan proses pemrosesan mungkin berada diluar jalur. Jika dibutuhkan pemrosesan yang signifikan,akusisi data bisa lebih cepat daripada pemrosesan data. Jika yang diperlukan hanya komputasi sederhana,pemrosesan bisa lebih cepat dari akusisi data.

Sistem akusisi data Eksklusi mutual harus diimplementasi harus mencegah proses produsen dan konsumen mengakses elemen yang bahwa yang sama pada buffer pada saat yang sama. Sistem juga harus menjamin bahwa produsen tidak mencoba menambahkan satu informasi ke buffer yang penuh dan konsumen tidak mengambil dari bufffer kosong.

Sistem akusisi data Sistem akusisi data biasanya diorganisir menurut model produsen-konsumen. Proses produsen meletakkan data pada buffer sirkular di mana data tersebut dipakai oleh proses konsumen. Bufffer juga diimplementasi sebagai proses sehingga konflik antara produsen dan konsumen dapat dihilangkan. Walaupun java memiliki fasilitas pendukung konkurensi, java tidak sesuai untuk pengembangan sistem real-time yang kritis waktu. Java memiliki fasilitas untuk mengontrol eksekusi dan kita mungkin melakukan analisis perilaku waktu program java.

Terima Kasih