DISCIPLINA: ELE213 Programação de Sistemas de Tempo Real. Créditos: 4. Caráter: Eletiva. Professor Regente: Prof. Walter Fetter Lages

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL ESCOLA DE ENGENHARIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA PLANO DE ENSINO PERÍODO LETIVO 201/1 DISCIPLINA: ELE213 Programação de Sistemas de Tempo Real Créditos: Caráter: Eletiva Professor Regente: Prof. Walter Fetter Lages Carga horária: horas teóricas/semana Pré-requisitos: Nenhum Horários: Turma Única Terças e Quintas-feiras das 10:30 às 12:10 SÚMULA: Conceitos básicos de sistemas de tempo real. Linguagens de programação. Escalonamento em sistemas de tempo real. Mecanismos de comunicação e sincronização. Sistemas operacionais tempo real. Considerações sobre sistemas de tempo real distribuídos. OBJETIVOS DA DISCIPLINA: Desenvolver nos alunos conhecimentos teóricos e práticos de sistemas computacionais que possuem tratamento diferenciado devido à necessidade de atender a requisitos temporais específicos. METODOLOGIA DE ENSINO: Aulas expositivas e aulas práticas. As aulas práticas consistirão do desenvolvimento de programas para implementar os conceitos apresentados nas aulas expositivas. SISTEMA DE AVALIAÇÃO: Serão realizadas duas provas individuais (P 1 e P 2 ). Além disso, os alunos deverão elaborar trabalhos (cuja média é T) e um projeto final (P) que deverá ser demonstrado. Alunos que obtiverem média M 6.0 serão aprovados, sendo 1

2 M = P 1 + P 2 + P + T O conceito será atribuído conforme a tabela 1. Tabela 1: Atribuição dos Conceitos. Conceito A 8.5 M 10.0 Conceito B 7.0 M < 8.5 Conceito C 6.0 M < 7.0 Conceito D N F < 6.0 Conceito FF Falta de frequência ATENDIMENTO AOS ALUNOS: Os alunos deverão solicitar o agendamento de horário para atendimento e resolução de dúvidas pelo fetter@ece.ufrgs.br. OBSERVAÇÕES: Na primeira semana do curso, cada aluno deverá inscrever-se na discisplina no sistema Moodle em Este sistema deverá ser utilizado para submissão dos relatórios dos trabalhos e do projeto final. Não serão aceitos relatórios que não sejam submetidos através deste sistema. BIBLIOGRAFIA BÁSICA: [1] M. Ben-ari. Principles of Concurrent Programming. Prentice-Hall, Englewood-Cliffs, NJ, [2] A. Burns and A. Wellings. Real-Time Systems and Programming Languages. Addison- Wesley, Reading, MA, third edition, [3] IEEE Press, Piscataway, NJ. Portable Operating System Interface - POSIX, [] W. F. Lages. ELE213 programação de sistemas de tempo real. br/ fetter/ele213. [5] J. A. Stankovic. Missconceptions about real-time computing. IEEE Computer, 23(10):10 19, October [6] W. R. Stevens. Advanced Programming in the UNIX Environment. Addison-Wesley, Reading, MA, [7] B. Stroustrup. The C++ Programming Language. Addison-Wesley, Reading, MA, 2nd edition, [8] B. Stroustrup. The Design and Evolution of C++. Addison-Wesley, Reading, MA,

3 [9] A. S. Tanenbaum. Modern Operating Systems. Prentice-Hall, Englewood-Cliffs, NJ, CONTEÚDO PROGRAMÁTICO: 1. Componentes de um sistema de tempo real 2. Especificação de sistemas de tempo real 3. Conceitos de sistemas multitarefa (a) Gerenciamento de memória (b) Sistema de entrada e saída (c) Criação, controle, suspensão e chaveamento de tarefas (d) Escalonamento (e) Código compartilhado (f) Reentrância (g) Threads. Escalonamento em sistemas de tempo real (a) FIFO (b) Round-robin (c) Rate monotonic (d) Earliest deadline first (e) Least laxity (f) Periodic server (g) Sporadic server (h) Inversão de prioridade 5. Mecanismos de comunicação e sincronização (a) Exclusão mútua (b) Memória compartilhada (c) Suspend e Resume (d) Semáforos (e) Monitores (f) Região crítica condicional (g) Objetos protegidos (h) Métodos sincronizados (i) Exclusão mútua por hardware (j) Passagem de mensagens (k) Filas (l) Deadlock e Lockout 3

4 6. Sistemas operacionais para tempo real (a) POSIX (b) RT-linux (c) RTAI (d) Xenomai (e) PREEMPT RT 7. Frameworks para sistemas de tempo real (a) NetRPC (b) OROCOS (c) ROS CRONOGRAMA: Tabela 2: Cronograma. Semana Data Conteúdo Previsto 1 25/02/201 Apresentação, introdução, conceitos básicos 27/02/201 Especificação de sistemas de tempo real 2 0/03/201 Carnaval 06/03/201 Desenvolvimento de programas 3 11/03/201 Programação em linguagem C 13/03/201 Gerenciamento de memória, Sistema de entrada e saída 18/03/201 Apresentação de trabalho: Desenvolvimento de Programas 20/03/201 Criação, controle, suspensão e chaveamento de tarefas 5 25/03/201 Apresentação de trabalho: Simulação de um sistema dinâmico 27/03/201 Processos 6 1 o /0/201 Apresentação de trabalho: Simulação com temporização 03/0/201 Threads 7 08/0/201 Prova 1 10/0/201 Programação de módulos do kernel 8 15/0/201 Apresentação de trabalho: Simulação com processos 17/0/201 RT-Linux e RTAI 9 22/0/201 Apresentação de trabalho: Simulação em tempo real 2/0/201 Escalonamento em sistemas de tempo real 10 29/0/201 Cálculo do tempo de resposta 1 o /05/201 Dia Internacional do Trabalho 11 06/05/201 Apresentação de trabalho: Escalonamento 08/05/201 PREEMPT RT 12 13/05/201 Apresentação de trabalho: PREEMPT RT 15/05/201 Exclusão mútua e inversão de prioridade (Continua...)

5 Tabela 2: Cronograma (...Continuação) /05/201 Semáforos 22/05/201 Mutexes 27/05/201 Apresentação de trabalho: Exclusão mútua 29/05/201 Variáveis de condição 03/06/201 Apresentação de trabalho: Semáforos 05/06/201 Monitores 10/06/201 Apresentação de trabalho: Monitores 12/06/201 Comunicação e sincronização baseadas em mensagens 17/06/201 Apresentação de trabalho: Mailboxes 19/06/201 Corpus Christi 2/06/201 NetRPC 26/06/201 Prova 2 1 o /07/201 Apresentação de trabalho: NetRPC 03/07/201 Dúvidas do Projeto: OROCOS/ROS 08/07/201 Dúvidas do Projeto: OROCOS/ROS 10/07/201 Dúvidas do Projeto: OROCOS/ROS 15/07/201 Apresentação do Projeto: OROCOS/ROS 17/07/201 Apresentação do Projeto: OROCOS/ROS 5