Post on 10-May-2018
email Fasilkom|| 12/31/2013
REAL TIME SISTEM
Defri Kurniawan M.Kom
REKAYASA PERANGKAT LUNAK LANJUT
email Fasilkom|| 12/31/2013
Intro
Real Time System memiliki kharakteristik yang unikdimana sistem harus dapat menanggapi suatuperistiwa dalam jangka waktu yang singkat
Real Time system pada komputer-komputer, digunakan untuk mengontrol berbagai sistem darimesin pabrik (komputer ini berinteraksi langsung padahardware)
email Fasilkom|| 12/31/2013
Intro
PL harus bereaksi terhadap peristiwa yang dihasilkanoleh sinyal hardware dan kontrol dalam menanggapisuatu peristiwa dari lingkungan sistem
Tertanam dalam beberapa sistem perangkat kerasyang lebih besar dan harus merespon secara real time
email Fasilkom|| 12/31/2013
Pengertian Real Time System
IEEE Computer Society Press: “Sebuah sistem real time adalah sistem yang harus
memenuhi batas waktu respon atau memilikikonsekuensi risiko yang parah (termasukkegagalan)”
Ian Sommerville: “Sebuah sistem real-time adalah sistem perangkat
lunak dimana fungsi dari sistem, tergantung padahasil yang dihasilkan oleh sistem dan waktu”
email Fasilkom|| 12/31/2013
Pengertian Real Time Software
Real-time software adalah perangkat lunak yang mengukur, menganalisa, dan mengontrol kejadiannyata secara real-time.
email Fasilkom|| 12/31/2013
Stimulus
Real Time System harus memberikan responterhadap stimulasi yang diberikan. Stimulasi dibagimenjadi 2 (dua) secara waktu:
1. Periodic Stimuli Bisa diprediksi kemunculannya berdasarkan interval
waktu tertentu Sistem akan mengekseskusi sensor tiap 50 milidetik
2. Aperiodic Stimuli Biasanya disinyalkan menggunakan mekanisme interupsi
komputer Sistem akan diinterupsi jika adanya I/O telah siap
email Fasilkom|| 12/31/2013
Model of a Real Time System
Periodic Stimuli digunakan pada real time systemdengan penggunaan sensor yang saling terkait
Sistem merespon yang diberikan oleh sensor, lalusistem memberikan perintah kepada aktuator(aktuator = komponen penggerak)
Model Sensor–Sistem–Aktuator merupakan SistemReal Time
email Fasilkom|| 12/31/2013
Model of a Real Time System
Model of a Real Time System(Ian Sommerville, 2007)
email Fasilkom|| 12/31/2013
Process Control Sensor/Aktuator
Process Control Sensor/Aktuator
email Fasilkom|| 12/31/2013
Element System
Sensor control processes Mengumpulkan informasi dari sensor-sensor
Data processor Melaksanakan pengolahan informasi yang terkumpul dan
menghitung respon sistem
Actuator control processes Menghasilkan sinyal kontrol untuk aktuator
email Fasilkom|| 12/31/2013
Cakupan Real Time System
Cakupan Mikrokontroler kecil yang tertanam pada
pengoperasian oven microwave sampai
sistem yang sangat besar seperti jaringankomunikasi global
email Fasilkom|| 12/31/2013
Klasifikasi Sistem Real Time
Sebuah sistem real-time lunak (soft real time) adalahsistem yang melakukan penurunan aksi jika hasilnyatidak diproduksi sesuai dengan persyaratan waktuyang ditentukan. Ex: telephony system
Sebuah sistem real-time keras (hard real time) adalah sebuah sistem yang tidak menjalankanoperasi dengan benar jika hasilnya tidak diproduksisesuai dengan spesifikasi waktu tertentu. Ex: medical equipment, aircraft control
email Fasilkom|| 12/31/2013
Real Time Programming
hard-real time software mungkin harus diprogramdalam bahasa assembly untuk memastikan bahwabatas waktu terpenuhi.
Bahasa seperti C memungkinkan program yang efisien yang akan ditulis , tetapi tidak memilikikonstruksi untuk mendukung konkurensi ataumanajemen sumber daya bersama.
Java mendukung konkurensi ringan dan dapatdigunakan untuk beberapa soft real time sistem
email Fasilkom|| 12/31/2013
Karakteristik Real Time System
Timelines - waktu merupakan bagian penting. Real-time sistem harus merespon dalam waktu yang ditentukan
Dynamic Internal Structure - Perlu komponensistem yang dapat melakukan rekonfigurasi dinamisuntuk menyesuaikan dengan kondisi eksternallingkungan
Reactiveness - kondisi yang secara terus menerusdapat berespons terhadap event yang beragam yang tidak dapat diprediksi urutan waktu kedatangannya
email Fasilkom|| 12/31/2013
Karakteristik Real Time System
Concurrency - menunjang kegiatan aspeksynchronous, asynchronous, communication, interrupt handling menjadi bagian penting dalampenyelesaian masalah konkurensi ini
email Fasilkom|| 12/31/2013
Pertimbangan Arsitektur RTS
Karena kebutuhan untuk merespon tuntutan waktuyang dibuat oleh berbagai sensor, arsitektur sistemharus memungkinkan untuk cepat beralih antarapenangan stimulus.
Tuntutan waktu rangsangan yang berbeda-bedasehingga loop (perulangan) berurutan yang sederhana biasanya tidak memadai.
email Fasilkom|| 12/31/2013
Arsitektur
S1
S2
S3
P (S1)
P (S2)
P (S1)
Monitoringprocesses
Controlprocesses
P (A1)
P (A2)
P (A1)
A1
A2
A3
P (A4) A4
Testingprocess
Control panelprocesses
email Fasilkom|| 12/31/2013
Intro – Design Sistem
Fungsi untuk menyelesaikan masalah terdefinisijelas pada hirarki product engineering
Memperhatikan setiap karakteristik sistem real time yang ada
Disamping SRS (Software Requirement Analysis) jugadefinisikan IRS (Interface Requirement System)
Keputusan desain harus dibuat atas dasar tentangpersyaratan sistem non-fungsional
email Fasilkom|| 12/31/2013
Intro – Design Sistem
email Fasilkom|| 12/31/2013
Intro – Design Sistem
Proses analisis dan perancangan menjadi lebihkompleks karena harus memperhatikan aspekkedinamisan
Pemodelan behaviour merupakan satu aspek dasaryang harus dijabarkan pada proses analisis denganjelas (state diagram, pemantauan signal kontrol, pendefinisian spesifikasi kontrol dsb)
email Fasilkom|| 12/31/2013
Intro – Design Sistem
email Fasilkom|| 12/31/2013
Desain Proses RTS
1. Identifikasi stimuli untuk diproses dan tanggapanyang diperlukan terhadap rangsangan.
2. Untuk setiap stimulus dan respon, mengidentifikasibatasan waktu
3. Agregat stimulus dan pengolahan respon ke dalamproses konkuren. Sebuah proses dapat dikaitkandengan masing-masing kelas stimulus dan respon.
email Fasilkom|| 12/31/2013
Desain Proses RTS
4. Desain Algoritma untuk memproses setiap kelasdari stimulus dan respon. Ini harus memenuhipersyaratan waktu yang diberikan.
5. Desain sistem penjadwalan yang akan memastikanbahwa proses yang dimulai pada waktunya untukmemenuhi batas waktu.
6. Mengintegrasikan menggunakan sistem operasireal-time.
email Fasilkom|| 12/31/2013
Real-time system modelling
Efek dari stimulus dalam sistem real-time dapatmemicu transisi dari satu keadaan ke keadaan lain.
Finite state machines dapat digunakan untukpemodelan sistem real-time.
Namun, model FSM tidak memiliki struktur. Bahkansistem sederhana dapat memiliki model yang kompleks.
The UML mencakup notasi untuk memodelkan RTS dengan state diagram
email Fasilkom|| 12/31/2013
Petrol pump state model
Cardinser ted
into reader
Timeout
Resettingdo: display C C
error
Initialisingdo: initialise
display
Paying
Stopped
Reading
do: get C Cdetails
Waiting
do: display welcome
do:deliver fuel
do: debitCC account
Payment ack.
Ready Delivering
update displayNozzletrigger on
Nozzle trigger off
Nozzle trigger on
Hose inholster
do: validatecredit card
Validating
Invalid card
Card removedCard OK
Hose out of holster
Timeout
email Fasilkom|| 12/31/2013
Monitoring and control systems
Kelas penting dari sistem real-time
Terus memeriksa sensor dan mengambil tindakantergantung pada nilai-nilai sensor
Sistem pemantauan memeriksa sensor danmelaporkan hasilnya.
Sistem kontrol mengambil nilai sensor dan kontrolaktuator perangkat keras
email Fasilkom|| 12/31/2013
Real Time Operating System
Sistem operasi real-time, sistem operasi yang khususmengelola proses dalam RTS.
Bertanggung jawab untuk manajemen proses danalokasi sumber daya (prosesor dan memori).
Mungkin didasarkan pada kernel standar yang digunakan tidak berubah atau dimodifikasi untukaplikasi tertentu.
Biasanya tidak mencakup fasilitas sepertimanajemen file
email Fasilkom|| 12/31/2013
Operating System Component
Process r esour cerequir ements
Scheduler
Schedulinginforma tion
Resour cemana ger
Despa tcher
Real-timeclock
Processesawaiting
resour ces
Read ylist
Interrupthandler
Availableresour ce
list
Processorlist
Executing pr ocess
Read yprocesses
Releasedresour ces
email Fasilkom|| 12/31/2013
Operating System Component
Real-time clock Menyediakan informasi untuk proses penjadwalan.
Interrupt handler Mengelola permintaan periodik tertentu untuk layanan
Scheduler Memilih proses selanjutnya yang akan dijalankan.
Resource manager Mengalokasikan sumber daya memori dan prosesor.
Dispatcher Mulai proses eksekusi
email Fasilkom|| 12/31/2013
Study Case: Sistem Pengamanan Gedung
Sebuah sistem perangkat lunak yang akandiimplementasikan untuk mengontrol sistem alarm pencuri pada bangunan komersial.
Menggunakan beberapa jenis sensor, termasuksensor gerak, sensor pada pintu dan jendela
Sistem mendeteksi ketika jendela telah dirusak dansensor pintu yang mendeteksi pintu koridor yang membuka.
Sistem secara otomatis melakukan panggilan polisisetempat menggunakan synthesizer suara, melaporkan lokasi alarm,
email Fasilkom|| 12/31/2013
Study Case: Sistem Pengamanan Gedung(lanj)
Menghidupkan lampu di kamar sekitar sensor aktif Sistem juga mendeteksi ketika listrik drop
(memungkinkan sistem alarm mati), sistem sensor didukung oleh listrik tetapi dilengkapi denganbaterai cadangan
Daya yang hilang terdeteksi menggunakan dayayang terpisah
email Fasilkom|| 12/31/2013
Sensor & Aksi Sistem
Sensor Detektor gerakan, sensor jendela, sensor pintu:
50 sensor jendela, 30 sensor pintu dan 200 gerakandetektor
Sensor drop tegangan.
Aksi Ketika penyusup terdeteksi, polisi dipanggil secara
otomatis Lampu dinyalakan di kamar dengan sensor aktif Alarm terdengar aktif Sistem ini secara otomatis beralih ke cadangan daya
ketika drop tegangan terdeteksi.
email Fasilkom|| 12/31/2013
The R-T system design process
1. Mengidentifikasi stimuli dan respon terkait2. Menentukan batasan waktu terkait dengan stimuli
& respon3. Mengalokasikan fungsi sistem pada proses yang
konkuren4. Design algoritma untuk pengolahan stimuli dan
respon5. Desain sistem penjadwalan yang menjamin bahwa
proses akan selalu dijadwalkan untuk bertemudengan batas waktunya
email Fasilkom|| 12/31/2013
Mengidentifikasi stimuli & respon
1. Alarm Penyusup Stimuli-> sistem sensor Respon-> pemanggilan polisi, menyalakan lampu
dan membunyikan alarm
2. Listrik Drop Stimuli->listrik drop, Respon->sistem beralih ke daya cadangan dalam
batas waktu 50 ms
email Fasilkom|| 12/31/2013
Menentukan batasan waktu terkait denganstimuli & responStimulus/Response Timing Requirement
Interupsi Listrik Mati Beralih ke listrik cadangan harus diselesaikan dalam bataswaktu 50 ms
Alarm Pintu Setiap alarm pintu harus disurvey tiap 2x perdetik
Alarm Jendela Setiap alarm jendela harus disurvey tiap 2x per detik
Detektor Gerak Setiap detektor gerak harus disurvey tiap 2x per detik
Menyalakan Alarm Alarm harus menyala ½ detik dari kejadian yang terdeteksioleh sensor
Lampu Lampu harus diaktifkan dalam ½ detik dari alarm yang dinyalakan oleh sensor
Komunikasi Menghubungi polisi harus dimulai dalam waktu 2 detiksetelah alarm menyala
Synthesiser Suara Pesan suara harus tersedia dalam waktu 4 detik setelahalarm menyala
email Fasilkom|| 12/31/2013
Mengalokasikan fungsi sistem padaproses yang konkuren
email Fasilkom|| 12/31/2013
Keterangan
periodic stimuli------------------- aperiodic stimuli
Ada 30 sensor pintu yang harus diperiksa dua kali per detik. Ini berarti bahwa proses sensor pintu terkait harus menjalankan 60 kali per detik (60 Hz)
email Fasilkom|| 12/31/2013
Design algoritma untuk pengolahanstimuli dan respon
email Fasilkom|| 12/31/2013
Desain sistem penjadwalan ….
Langkah terakhir dalam proses desain adalah untukmerancang suatu sistem penjadwalan yang menjamin proses akan selalu dijadwalkan untukmemenuhi batas waktu tersebut.
Dalam contoh ini, batas waktu tidak ketat. Prosesprioritas harus diatur sehingga semua proses sensor-memiliki prioritas yang sama.
Proses untuk menangani kegagalan daya harusproses tingkat interupsi prioritas lebih tinggi.
Prioritas proses pengelolaan sistem alarm harussama dengan proses sensor
email Fasilkom|| 12/31/2013