Sistemas de Tempo-Real

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Sistemas de Tempo-Real
Exercı́cios
1. Redes de Petri nada mais são do que grafos dirigidos, os quais podem ser facilmente
mapeados para autômatos de estados finitos. Explique como esses últimos podem ser
usados para modelar sistemas de tempo-real?
2. Dentre as relações de ocorrência de eventos definidas no começo da disciplina, quais
criam situações de dependência para a geração de um modelo de um sistema de temporeal e quais criam situações de concorrência?
3. Examinando-se as definições de ocorrência de intervalos e a modelagem de sistemas
por redes de Petri, como pode ser feito o mapeamento entre aquelas definições e as
redes de Petri, em especı́fico para as definições de STARTS, BEFORE e DURING?
4. O tempo de relógio é medido a partir de pulsos gerados a intervalos especı́ficos. Qual
a relação entre o tamanho desse intervalo e a precisão no tratamento de ocorrências de
eventos num STR?
5. Redes de Petri nada mais são do que grafos dirigidos, os quais podem ser facilmente
mapeados para autômatos de estados finitos. Explique como esses últimos podem ser
usados para modelar sistemas de tempo-real?
6. Considere um sistema que faça o controle de irrigação em uma horta. Esse sistema
deve ligar a irrigação por 60 segundos a cada 30 minutos se não houver chovido nesse
perı́odo e houver luz solar, ou por 30 segundos a cada 60 minutos se não houver chovido
e não houver luz solar. Construa uma TBN que modele seu funcionamento.
7. Considere um sistema de controle de tráfego em uma rodovia, que identifique situações
de congestionamento a partir de informações sobre o fluxo de veı́culos que entram e
saem da rodovia em cada um de seus entroncamentos. Monte uma TBN que modele
um STR para esse problema. Considere que existem 4 saı́das e 4 entradas na rodovia
e que deve existir uma relação temporal entre as informações de fluxo.
8. Processador em pipeline realiza a execução de uma instrução de máquina através de
seu processamento em vários estágios, cada um dedicado a uma tarefa especı́fica, como
busca da instrução na memória, decodificação da instrução, busca dos dados, execução
da operação definida pela instrução e armazenamento de possı́veis respostas. Os vários
estágios devem funcionar de modo sincronizado, com cada instrução passando por eles
na ordem descrita há pouco, com uma instrução em cada estágio. Considere que esse
pipeline pode ser descrito como um sistema de tempo-real, em que as “tarefas” são
as ações executadas em cada estágio. Construa um modelo em TBN para o pipeline.
Defina, nesse caso, os tempos gastos como sendo quantidades de ciclos de máquina.
9. Considere um sistema de controle de acesso a disco operando em FIFO. Construa um
modelo em rede de Petri TBN para esse sistema. Considere para tanto que uma trilha
é atendida entre 12 e 15 ms, o intervalo mı́nimo entre chegadas de novos pedidos é de 5
ms e que o sistema deve fornecer, após o atendimento de uma dada trilha, informação
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sobre o tempo gasto para o seu atendimento. O tempo para processamento do FIFO
pode ser desprezado.
10. Reconstrua o modelo anterior, agora considerando que o atendimento das solicitações
é feito usando o algoritmo SCAN.
11. Em uma roda gigante tem-se que cada banco têm espaço para duas pessoas e que
cada pessoa ficará na roda no mı́nimo 8 voltas ou 4 minutos (o que acontecer antes).
Além disso, bancos podem ser ocupados diretamente por duas pessoas ou por uma e
depois outra. Cada operação de saı́da de uma pessoa retirará SEMPRE duas pessoas,
exceto se houver apenas uma pessoa no banco. A operação de entrada de pessoas
leva no mı́nimo 30 segundos (incluindo-se a saı́da de quem ocupava o banco) e que,
finalmente, existem 16 bancos na roda. Construa uma TBN para essa rede.
12. Considere um sistema de escalonamento em SRTF. Construa um modelo em rede
TERN para esse sistema. Considere para tanto que os processos chegam ao sistema
com o valor esperado de tempo de execução e que a retirada de um processo na cpu
ocorre caso ele termine ou faça E/S ou que seja sinalizada a chegada de um novo
processo ou a conclusão de uma operação de E/S
13. Uma rede TERN pode, como visto, ser usada para a modelagem de sistemas de temporeal. Como podem ser representadas (e operadas) nessas redes as chamadas transições
fortes e fracas?
14. O que deve ser modificado na questão 7 para que se possa fazer o modelo do mesmo
sistema agora usando TERNs?
15. Reconstrua o modelo da questão 10, agora utilizando uma TERN.
16. Um sistema de controle de tração em um automóvel é um dispositivo eletrônico que
permite a aplicação exata de tração sobre as rodas do veı́culo para que o mesmo
não queime pneus numa arrancada nem tenha diferenças de tração em curvas (o que
causaria derrapagens se ocorressem). Nesse sistema o pedal do acelerador é ligado ao
sistema, junto com as rodas de tração do veı́culo, ficando um processador encarregado
de aplicar ou não a força do pedal sobre o motor, dependendo dos sinais de tração
vindo das rodas. Considere que a leitura da pressão do pedal é feita a cada 5ms, das
rodas a cada 3ms e a atuação sobre o motor é feita em intervalos de no mı́nimo 10 ms.
Construa uma TERN para modelar esse sistema.
17. Um sistema de controle de tráfego aéreo está organizado em três tarefas principais:
leitura do radar, controle de aviões na pista e despacho de comandos (pouso, decolagem,
espera). Sabendo-se que essas tarefas interagem, defina como isso pode ser feito (quem
interage com quem e porque) e como o ambiente completo (incluindo os aviões) poderia
ser representado através de uma rede de Petri.
18. Refaça o modelo da roda gigante (questão 11) agora usando TERN.
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