SISTEM REAL TIMESISTEM REAL-TIME

Minggu 1 Pengantar

Diyah Puspitaningrumdiyahpuspitaningrum@gmail.com

TEKNIK INFORMATIKAUNIVERSITAS BENGKULU

20142014

1

Sistem Real-TimeSistem Real Time` Sistem Real-Time adalah sebuah sistem yang spesifikasi

sistemnya meliputi kebutuhan ketepatan secara logiksistemnya meliputi kebutuhan ketepatan secara logikmaupun temporal (waktu).

` Ketepatan logik: Menghasilkan output yang benar.>> Bisa dicek, contohnya dengan menggunakan Hoare

logic.` Ketepatan temporal: menghasilkan output pada waktu

yang benar.>> P d t k li h i i f k d k k t t>> Pada mata kuliah ini fokus pada pengecekan ketepatan

temporal.

Teknik Informatika UNIB Sistem Real-Time: Minggu 1 Pengantar2

Hoare LogicHoare Logic` a set of logical inference rules for reasoning about program

correctness

` IMP = Imperative Programming Language

3

p g g g g

Arti dari Hoare TripleArti dari Hoare Triple

4

5

Karakteristik Sistem Real-TimeKarakteristik Sistem Real Time` Event-driven, reaktif.` Biaya tinggi kegagalan` Biaya tinggi kegagalan.` Concurrency / multiprogramming.` Stand-alone / operasi kontinu` Stand-alone / operasi kontinu.` Reliabilitas / kebutuhan fault-tolerance.` Perilaku yang dapat diprediksi.` Perilaku yang dapat diprediksi.

6Teknik Informatika UNIB Sistem Real-Time: Minggu 1 Pengantar

Kesalahpahaman Mengenai Sistem Real-TimeTime` Tidak ada ilmu untuk merancang sistem real-time` Kemajuan dalam perangkat keras superkomputing akan` Kemajuan dalam perangkat keras superkomputing akan

mengatur kebutuhan real-time>> Alasan beli prosesor yang lebih cepatp y g p` Komputing real-time sama dengan komputing cepat (fast-

computing)>> Hanya untuk keperluan iklan. Bagi kalangan informatika

komputing real-time berarti komputing yang DAPAT DIPREDIKSIDIPREDIKSI.

7Teknik Informatika UNIB Sistem Real-Time: Minggu 1 Pengantar

Kesalahpahaman (Contd)Kesalahpahaman (Cont d)` Pemrograman real-time adalah pemrograman assembler, >> Kita ingin mengotomasi (sebanyak mungkin) desain sistem

l i b k d d lk ireal-time, bukan dengan mengandalkan pemrograman pintaryang khusus dibuat pada mesin.

` Real time adalah rekayasa kinerja.>> Dalam komputing real-time, timeliness hampir selalu lebih

penting daripada kinerja mentah ` Masalah-masalah real-time telah semuanya dipecahkan di

bidang lain Ilmu Komputer (CS) atau riset operasi (OR).>> Orang OR biasanya menggunakan model-model antrian

stokastik atau model-model penjadwalan one-shot untukl imenalar sistem.

>> Orang CS biasanya tertarik pada pengoptimalan kinerjaaverage-case.

8

Kesalahpahaman (Contd)Kesalahpahaman (Cont d)` Tidak berharga untuk berbicara mengenai penjaminan

kinerja real-time ketika hal-hal bisa gagal.kinerja real time ketika hal hal bisa gagal.>> Meskipun hal-hal bisa gagal, kita tentunya tidak ingin

sistem operasi menjadi link terlemah!` Sistem real-time berfungsi dalam sebuah lingkungan statik.>> Tidak benar. Kita mempertimbangkan sistem dimana

mode operasi mungkin berubah secara dinamis.

9

Apakah Semua Sistem Adalah Sistem Ral-Time ?Time ?` Q: Apakah sebuah sistem pemrosesan penggajian adalah

sebuah sistem real-time ?sebuah sistem real time ?>> Ia memiliki sebuah batasan waktu: mencetak cek

pembayaran setiap 2 minggu.` Mungkin secara definisi adalah sistem real-time tetapi

tidak dalam artian sesunguhnya.` Sistem real-time tertarik dalam sistem di mana tidak

begitu jelas secara a priori bagaimana mencapai batasanwaktu waktu.

10

Contoh: Aplikasi Interaktif/MultimediaContoh: Aplikasi Interaktif/Multimedia

11

Contoh Aplikasi Real-TimeContoh Aplikasi Real Time` Kebanyakan sistem real-time adalah sistem kendali

(control systems).(control systems).` Contoh 1: Sebuah sistem kendali dengan 1-sensor, 1-

actuator.

12

Contoh Sistem Kendali SederhanaContoh Sistem Kendali Sederhana` Pseudo-code untuk sistem ini:

` Tdisebut sampling period. T adalah kunci pemilihanp g p pdesain. Umumnya T berkisar pada range: detik sampaimilidetik (seconds to milliseconds).

13

Multi-rate Control SystemsMulti rate Control Systems` Sistem kendali yang memiliki banyak sensor dan aktuator

dan harus mendukung loop-loop kendali dari berbagaidan harus mendukung loop loop kendali dari berbagaitingkat.

` Contoh 2: Pengendali pesawat helikopter

14

Sistem Kendali HirarkikalSistem Kendali Hirarkikal` Contoh 3: hirarki kendali penerbangan lalu lintas udara

15

Sistem Pengolahan SinyalSistem Pengolahan Sinyal` Sistem pengolahan-sinyal mentransformasikan data

dari satu bentuk ke bentuk lain.dari satu bentuk ke bentuk lain.` Contoh: digital filtering, kompresi/dekompresi video dan

suara, pengolahan sinyal radar` Waktu tanggap (response times) berkisar antara beberapa

milliseconds sampai beberapa seconds.

16

Contoh: Sistem RadarContoh: Sistem Radar

17

Aplikasi Real-Time LainnyaAplikasi Real Time Lainnya` Database real-time.` Transaksi harus lengkap pada saat deadline.` Transaksi harus lengkap pada saat deadline.` Dilema utama: Algoritma penjadualan transaksi dan

algoritma penjadualan real-time sering memiliki tujuan b k flik l iyang berkonflik satu sama lain.

` Multimedia.` Ingin memproses frame audio dan video pada tingkat` Ingin memproses frame audio dan video pada tingkat

steady.` Rate video TV adalah 30 bingkai/sec. HDTV adalah 60

bingkai/sec.` Audio telefon adalah 16 Kbits/sec. Audio CD adalah 128

Kbits/sec

18

Kbits/sec.

Hard vs. Soft Real TimeHard vs. Soft Real Time` Task: Sebuah potongan kode sekuensial.` Job: Instance sebuah task` Job: Instance sebuah task.` Job membutuhkan resources untuk mengeksekusi.` Contoh resources: CPU, jaringan, disk, bagian kritis.j g g` Semua resources hardware disebut sebagai prosesor.` Release time of a job: Waktu instant dimana pekerjaan siap

mengeksekusi.` Deadline of a job: Waktu instant dimana eksekusi pekerjaan

harus lengkapharus lengkap.` Relative deadline of a job: Deadline Release time.` Response time of a job: Completion time Release time

19

p j p

ContohContoh

20

21

22

23

Deadline Tegas (Firm Deadline)Deadline Tegas (Firm Deadline)

24

Model ReferensiModel Referensi

25

Pekerjaan Periodik, Sporadik, AperiodikPekerjaan Periodik, Sporadik, Aperiodik

26

ContohContoh

27

Beberapa Definisi untuk Sistem PekerjaanPeriodikPeriodik

28

Ketergantungan PekerjaanKetergantungan Pekerjaan

29

Algoritma PenjadualanAlgoritma Penjadualan

30

Klasifikasi Algoritma PenjadualanKlasifikasi Algoritma Penjadualan

31

Optimalitas dan KelayakanOptimalitas dan Kelayakan

32

Kelayakan vs SchedulabilityKelayakan vs Schedulability

33

34