ºÝºÝߣ

ºÝºÝߣShare a Scribd company logo

Rpl 013 - perancangan perangkat lunak real time

•
•
Febriyani Syafri
Febriyani Syafri

Sistem real-time merupakan sistem perangkat lunak yang harus merespons stimulus secara tepat waktu. Proses perancangan sistem real-time melibatkan identifikasi stimulus, batasan waktu tanggap, dan penjadwalan proses untuk memenuhi batasan tersebut. Bahasa pemrograman seperti C sering digunakan namun membutuhkan eksekutif khusus untuk mendukung konkurensi dan manajemen sumber daya.

1 of 21
Downloaded 97 times
Rpl 013 - perancangan perangkat lunak real time
Pendahuluan Komputer digunakan untuk mengontrol banyak sistem yang berkisar dari mesin domestik sederhana sampai pabrik secara menyeluruh. Komputer-komputer ini berinteraksi langsung dengan perangkat keras. Perangkat lunak pada sistem-sistem ini merupakan sistem real-time yang menjadi satu (embedded) yang hares bereaksi terhadap event yang dibangkitkan oleh perangkat keras dan mengeluarkan sinyal kontrol sebagai tanggapan terhadap event-event tersebut. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 2 LUNAK REAL-TIME
Lanjutan... Sistem real-time merupakan sistem perangkat lunak di mana kerja yang benar dari sistem tersebut bergantung pada hasil yang dikeluarkan oleh 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 sistem yang operasinya tidak benar jika hasil tidak diberikan menurut spesifikasi waktu. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 3 LUNAK REAL-TIME
Lanjutan... Stimuli/respon yang diterima sistemterbagi menjadi dua kelas: • Stimuli periodik. Stimuli ini terjadi pada interval waktu yang dapat diramalkan. • Stimuli aperiodik. Stimuli ini terjadi secara ireguler (pada interval waktu yang tidak dapat diramalkan). RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 4 LUNAK REAL-TIME
RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 5 LUNAK REAL-TIME
Proses perancangan untuk sistem real-time berbeda dari proses perancangan perangkat lunak lain karena waktu tanggap sistem harus diperhitungkan di awal proses. Tahapannya: 1. Identifikasi stimuli yang harus diproses sistem dan respons yang sesuai. 2. Identifikasi batasan waktu yang berlaku untuk stimulus dan pemrosesan respons. 3. Gabungkan penirosesan stimulus dan respons menjadi sejumlah proses yang konkuren. Model umum yang baik untuk arsitektur sistem adalah mengasosiasi-kan,proses dengan setiap kelas stimulus dan respons 4. 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. 5. Rancang sistem penjadwalan yang akan menjamin bahwa proses dimulai untuk memenuhi batas waktu akhirnya. 6. Integrasikan sistem dengan kontrol eksekutif real-time. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 6 LUNAK REAL-TIME
• Analisis waktu sistem real-time cukup sulit. Karena sifat yang tidak dapat di-ramalkan dari stimuli aperiodik, perancang harus membuat asumsi mengenai prob-abilitas terjadinya stimuli ini (dan dengan demikian membutuhkan layanan) pada waktu kapanpun. • Proses-proses pada sistem real-time harus dikoordinasikan. Mekanisme koordi-nasi proses menjamin mutual exclusion (sifat saling eksklutif) untuk sumber daya yang dipakai bersama. Ketika satu proses sedang memodifikasi sumber daya yang dipakai bersama, proses-proses lain tidak boleh mengubah sumber daya tersebut. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 7 LUNAK REAL-TIME
System real time harus menanggapi event yang terjadi pada interval yang ireguler. Event-event (atau stimuli) ini seringkali menyebabkan system berpindah ke status yang berbeda. Model status system menganggap bahwa pada setiap saat system berada pada salah satu dari sekian banyak status yang mungkin. Ketika suatu stimulus diterima, transisi ke status yang berbeda dapat terjadi. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 8 LUNAK REAL-TIME
Bahasa pemrograman yang digunakan untuk implementasi system real time juga dapat mempengaruhi desain. Bahasa tingkat system, seperti C yang memungkinkan dibuatnya kode yang efisien juga dapat dipakai. Bahasa C memungkinkan pengembangan program yang sangat efisien. Namun, tidak mencakup apapun untuk mendukung konkurensi. Bahasa ini bergantung pada system operasi atau fasilitas eksekutif sehingga ada cakupan yang error bertambah untuk pemrograman. Program juga seringkali lebih sulit dipahami. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 9 LUNAK REAL-TIME
Eksekutif ini menangani proses dan alokasi sumber daya pada system real time. Eksekutif ini memulai dan menghentikan proses yang sesuai sehingga stimuli dapat ditangani dan mengalokasikan memori dan sumber daya prosessor. Walaupun ada beberapa produk eksekutif real time yang tersedia, persyaratan yang khusus dari banyak system real time seringkali menuntut bahwa eksekutif harus dirancang sebagai bagian dari system. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 10 LUNAK REAL-TIME
• Clock real time, memberikan informasi untuk menjadwalkan proses secara periodik. • Interrupt handler, menangani permintaan apreodik untuk layanan. • Penjadwal, bertanggung jawab terhadap pemeriksaan proses yang dapat dijalankan dan memilih salah satunya untuk eksekusi. • Manajer sumber daya, mengalokasikan memori yang sesuai dan sumber-sumber daya processor. • Despatcher, bertanggung jawab untuk memulai eksekusi suatu proses RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 11 LUNAK REAL-TIME
Komponen-komponen eksekutif real-time RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 12 LUNAK REAL-TIME
• Manajer konfigurasi, bertanggung jawab terhadap rekonfigurasi dinamik dari perangkat keras system. Modul-modul perangkat keras bias dikeluarkan dari layanan dan system di upgrade dengan menambahkan perangkat keras baru tanpa mematikan system. • Manajer kerusakan, bertanggung jawab mendeteksi kerusakan perangkat keras dan lunak dan mengambil tindakan yang sesuai untuk memulihkan kerusakan ini. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 13 LUNAK REAL-TIME
• Tingkat interrupt merupakan tingkat prioritas tertinggi. Tingkat ini dialokasikan untuk proses yang memerlukan respons yang cepat. Salah satu proses ini adalah proses clock real time. • Tingkat clock, dialokasikan bagi proses- proses periodic. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 14 LUNAK REAL-TIME
Manajemen proses pada eksekutif real time berhubungan dengan penanganan set proses-proses konkuren yang merupakan bagian dari system real time. Manajer proses harus memilih satu proses untuk eksekusi, megalokasikan memori dan sumber daya processor bagi proses tersebut, dan memulai eksekusinya pada processor. Proses-proses periodic adalah proses-proses yang harus dieksekusi pada interval waktu yang tealh ditentukan sebelumnya untuk akuisisi data dan control aktuaktor. Eksekutif menggunakan clock real timenya untuk menentukan kapan suatu proses akan dieksekusi. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 15 LUNAK REAL-TIME
Aksi eksekutif real-time untuk memulai suatu proses RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 16 LUNAK REAL-TIME
• Penjadwalan non preempsi. begitu suatu proses telah dijadwalkan untuk eksekusi, proses akan berjalan sampai selesai atau sampai di blok, untuk suatu alasan seperti menunggu input. • Penjadwalan preempsi. Eksekusi proses yang sedang berjalan dapat dihentikan jika proses dengan prioritas lebih tinggi membutuhkan layanan. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 17 LUNAK REAL-TIME
System monitoring dan control merupakan kelas system real time yang penting. System-sistem ini memeriksa sensor yang memberikan informasi mengenai lingkungan system dan mengambil tindakan sesuai dengan hasil pembacaan sensor. System control terus mengontrol actuator perangkat keras dengan bergantung pada nilai sensor yang bersangkutan. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 18 LUNAK REAL-TIME
• Kegagalan power yang dibangkitkan oleh monitor rangkaian. Respon yang dibutuhkan adalah pergantian kepower back up dengan memebri sinyal piranti pensaklaran power elektronik. • Alarm pencuri merupakan stimulus yang dibangkitkan oleh salah satu sensor system. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 19 LUNAK REAL-TIME
Sistem akuisisi data merupakan sistem yang mengumpulkan data dari sensor untuk pemrosesan dan analisis selanjutnya. Pada sistem real-team yang melibatkan akuisisi data dan pemrosesan, kecepatan eksekusi dan periode proses akuisisi dan proses pemrosesan mungkin berada di luar jalur. Jika yang perlu dilakukan hanya komputasi sederhana, pemrosesan bisa lebih cepat dari akuisisi data. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 20 LUNAK REAL-TIME
RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 21 LUNAK REAL-TIME

More Related Content

Rpl 013 - perancangan perangkat lunak real time

  • 2. Pendahuluan Komputer digunakan untuk mengontrol banyak sistem yang berkisar dari mesin domestik sederhana sampai pabrik secara menyeluruh. Komputer-komputer ini berinteraksi langsung dengan perangkat keras. Perangkat lunak pada sistem-sistem ini merupakan sistem real-time yang menjadi satu (embedded) yang hares bereaksi terhadap event yang dibangkitkan oleh perangkat keras dan mengeluarkan sinyal kontrol sebagai tanggapan terhadap event-event tersebut. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 2 LUNAK REAL-TIME
  • 3. Lanjutan... Sistem real-time merupakan sistem perangkat lunak di mana kerja yang benar dari sistem tersebut bergantung pada hasil yang dikeluarkan oleh 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 sistem yang operasinya tidak benar jika hasil tidak diberikan menurut spesifikasi waktu. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 3 LUNAK REAL-TIME
  • 4. Lanjutan... Stimuli/respon yang diterima sistemterbagi menjadi dua kelas: • Stimuli periodik. Stimuli ini terjadi pada interval waktu yang dapat diramalkan. • Stimuli aperiodik. Stimuli ini terjadi secara ireguler (pada interval waktu yang tidak dapat diramalkan). RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 4 LUNAK REAL-TIME
  • 5. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 5 LUNAK REAL-TIME
  • 6. Proses perancangan untuk sistem real-time berbeda dari proses perancangan perangkat lunak lain karena waktu tanggap sistem harus diperhitungkan di awal proses. Tahapannya: 1. Identifikasi stimuli yang harus diproses sistem dan respons yang sesuai. 2. Identifikasi batasan waktu yang berlaku untuk stimulus dan pemrosesan respons. 3. Gabungkan penirosesan stimulus dan respons menjadi sejumlah proses yang konkuren. Model umum yang baik untuk arsitektur sistem adalah mengasosiasi-kan,proses dengan setiap kelas stimulus dan respons 4. 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. 5. Rancang sistem penjadwalan yang akan menjamin bahwa proses dimulai untuk memenuhi batas waktu akhirnya. 6. Integrasikan sistem dengan kontrol eksekutif real-time. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 6 LUNAK REAL-TIME
  • 7. • Analisis waktu sistem real-time cukup sulit. Karena sifat yang tidak dapat di-ramalkan dari stimuli aperiodik, perancang harus membuat asumsi mengenai prob-abilitas terjadinya stimuli ini (dan dengan demikian membutuhkan layanan) pada waktu kapanpun. • Proses-proses pada sistem real-time harus dikoordinasikan. Mekanisme koordi-nasi proses menjamin mutual exclusion (sifat saling eksklutif) untuk sumber daya yang dipakai bersama. Ketika satu proses sedang memodifikasi sumber daya yang dipakai bersama, proses-proses lain tidak boleh mengubah sumber daya tersebut. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 7 LUNAK REAL-TIME
  • 8. System real time harus menanggapi event yang terjadi pada interval yang ireguler. Event-event (atau stimuli) ini seringkali menyebabkan system berpindah ke status yang berbeda. Model status system menganggap bahwa pada setiap saat system berada pada salah satu dari sekian banyak status yang mungkin. Ketika suatu stimulus diterima, transisi ke status yang berbeda dapat terjadi. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 8 LUNAK REAL-TIME
  • 9. Bahasa pemrograman yang digunakan untuk implementasi system real time juga dapat mempengaruhi desain. Bahasa tingkat system, seperti C yang memungkinkan dibuatnya kode yang efisien juga dapat dipakai. Bahasa C memungkinkan pengembangan program yang sangat efisien. Namun, tidak mencakup apapun untuk mendukung konkurensi. Bahasa ini bergantung pada system operasi atau fasilitas eksekutif sehingga ada cakupan yang error bertambah untuk pemrograman. Program juga seringkali lebih sulit dipahami. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 9 LUNAK REAL-TIME
  • 10. Eksekutif ini menangani proses dan alokasi sumber daya pada system real time. Eksekutif ini memulai dan menghentikan proses yang sesuai sehingga stimuli dapat ditangani dan mengalokasikan memori dan sumber daya prosessor. Walaupun ada beberapa produk eksekutif real time yang tersedia, persyaratan yang khusus dari banyak system real time seringkali menuntut bahwa eksekutif harus dirancang sebagai bagian dari system. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 10 LUNAK REAL-TIME
  • 11. • Clock real time, memberikan informasi untuk menjadwalkan proses secara periodik. • Interrupt handler, menangani permintaan apreodik untuk layanan. • Penjadwal, bertanggung jawab terhadap pemeriksaan proses yang dapat dijalankan dan memilih salah satunya untuk eksekusi. • Manajer sumber daya, mengalokasikan memori yang sesuai dan sumber-sumber daya processor. • Despatcher, bertanggung jawab untuk memulai eksekusi suatu proses RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 11 LUNAK REAL-TIME
  • 12. Komponen-komponen eksekutif real-time RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 12 LUNAK REAL-TIME
  • 13. • Manajer konfigurasi, bertanggung jawab terhadap rekonfigurasi dinamik dari perangkat keras system. Modul-modul perangkat keras bias dikeluarkan dari layanan dan system di upgrade dengan menambahkan perangkat keras baru tanpa mematikan system. • Manajer kerusakan, bertanggung jawab mendeteksi kerusakan perangkat keras dan lunak dan mengambil tindakan yang sesuai untuk memulihkan kerusakan ini. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 13 LUNAK REAL-TIME
  • 14. • Tingkat interrupt merupakan tingkat prioritas tertinggi. Tingkat ini dialokasikan untuk proses yang memerlukan respons yang cepat. Salah satu proses ini adalah proses clock real time. • Tingkat clock, dialokasikan bagi proses- proses periodic. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 14 LUNAK REAL-TIME
  • 15. Manajemen proses pada eksekutif real time berhubungan dengan penanganan set proses-proses konkuren yang merupakan bagian dari system real time. Manajer proses harus memilih satu proses untuk eksekusi, megalokasikan memori dan sumber daya processor bagi proses tersebut, dan memulai eksekusinya pada processor. Proses-proses periodic adalah proses-proses yang harus dieksekusi pada interval waktu yang tealh ditentukan sebelumnya untuk akuisisi data dan control aktuaktor. Eksekutif menggunakan clock real timenya untuk menentukan kapan suatu proses akan dieksekusi. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 15 LUNAK REAL-TIME
  • 16. Aksi eksekutif real-time untuk memulai suatu proses RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 16 LUNAK REAL-TIME
  • 17. • Penjadwalan non preempsi. begitu suatu proses telah dijadwalkan untuk eksekusi, proses akan berjalan sampai selesai atau sampai di blok, untuk suatu alasan seperti menunggu input. • Penjadwalan preempsi. Eksekusi proses yang sedang berjalan dapat dihentikan jika proses dengan prioritas lebih tinggi membutuhkan layanan. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 17 LUNAK REAL-TIME
  • 18. System monitoring dan control merupakan kelas system real time yang penting. System-sistem ini memeriksa sensor yang memberikan informasi mengenai lingkungan system dan mengambil tindakan sesuai dengan hasil pembacaan sensor. System control terus mengontrol actuator perangkat keras dengan bergantung pada nilai sensor yang bersangkutan. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 18 LUNAK REAL-TIME
  • 19. • Kegagalan power yang dibangkitkan oleh monitor rangkaian. Respon yang dibutuhkan adalah pergantian kepower back up dengan memebri sinyal piranti pensaklaran power elektronik. • Alarm pencuri merupakan stimulus yang dibangkitkan oleh salah satu sensor system. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 19 LUNAK REAL-TIME
  • 20. Sistem akuisisi data merupakan sistem yang mengumpulkan data dari sensor untuk pemrosesan dan analisis selanjutnya. Pada sistem real-team yang melibatkan akuisisi data dan pemrosesan, kecepatan eksekusi dan periode proses akuisisi dan proses pemrosesan mungkin berada di luar jalur. Jika yang perlu dilakukan hanya komputasi sederhana, pemrosesan bisa lebih cepat dari akuisisi data. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 20 LUNAK REAL-TIME
  • 21. RPL | PERANCANGAN PERANGKAT 21 LUNAK REAL-TIME