Отладка систем реального времени

Отладка систем реального времени

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность. Книга завершается финалом, связывающим воедино темы и сюжетные линии, исследуемые на протяжении всей истории. В целом, книга представляет собой увлекательное и наводящее на размышления чтение, которое исследует человеческий опыт уникальным и осмысленным образом.

Жанры: ОС и Сети, Программирование
Серии: -
Всего страниц: 9
ISBN: -
Год издания: Не установлен
Формат: Полный

Отладка систем реального времени читать онлайн бесплатно

Шрифт
Интервал

1. Введение

1.1. Основные определения

Предметом настоящего обзора является отладка систем реального времени.

Под системой реального времени (СРВ) мы понимаем систему, в которой корректность функционирования зависит от соблюдения временных ограничений.

Существующие СРВ являются многозадачными. Многозадачность реализуется через многопроцессность[1] и многопоточность.

Многопроцессность в СРВ имеет существенные недостатки, поскольку требует поддержки времени выполнения для доступа к памяти, и, следовательно, при переключении контекстов системе нужно выполнить дополнительные действия.

Многопоточность — это наиболее распространенный подход при проектировании систем реального времени, при котором СРВ представляет собой один процесс, в рамках которого запущено несколько потоков.

Недостатком многопоточности является возможность модификации чужих данных какой-либо задачей (из-за отсутствия защиты). В связи с этим в СРВ представлены средства синхронизации, то есть средства, обеспечивающие задачам доступ к разделяемым ресурсам. К таким средствам относятся семафоры (бинарные и счетчики), мьютексы, очереди сообщений (см. [1],[3],[25]).

Структура СРВ приведена на рис. 1, где прикладной код — это совокупность пользовательских потоков управления, ОСРВ — операционная система реального времени, обеспечивающая планирование, синхронизацию и взаимодействие пользовательских потоков управления.

Рис. 1. Структура системы реального времени

Будем называть распределенную систему распределенной системой реального времени (РСРВ), если корректность ее функционирования зависит также и от ограничений, накладываемых на время обмена между компонентами системы.

1.2. Особенности отладки в системах реального времени

Отладка в СРВ направлена на обнаружение и исправление ошибок в прикладном коде. Она является одним из этапов кросс-разработки, схему которой можно представить следующим образом. Разработка приложения ведется как минимум на двух машинах: инструментальной и целевой. На инструментальной платформе происходит написание исходного текста, компиляция и сборка. На целевой — загрузка приложения, его тестирование и отладка.

Ввиду того, что целевая платформа, как правило, обладает более ограниченными ресурсами, чем инструментальная, отладка распределенных систем реального времени может быть двух видов.

Первый из них — имитация архитектуры целевой платформы, то есть возможность отладки целевых программных средств без использования самой платформы. Подобная имитация, как правило, не дает возможности провести подробное и полное тестирование ПО. Поэтому, такой тип отладки применяется только в случае отсутствия целевой платформы.

Второй способ — удаленная отладка (кросс-отладка). Кросс-отладка позволяет использовать ресурсы инструментальной системы при изучении поведения некоторого процесса в целевой системе.

Эффективность удаленной отладки зависит от типа связи инструментальной и целевой машин, а также от поддержки средств отладки со стороны целевой архитектуры.

Ключевым требованием к средствам отладки является возможность наблюдать и анализировать весь процесс выполнения отлаживаемых задач, а также системы в целом. В данной работе рассматриваются два метода отладки: активная отладка и мониторинг.

Суть активной отладки состоит в том, что отладчик имеет право останавливать выполнение задачи или всей системы, начинать или продолжать выполнение с некоторого адреса, отличного от точки останова, изменять значения переменных и регистров, и.т.д. Недостаток этого метода заключается в том, что отладчик может вносить серьезные сбои в нормальную работу системы в связи с устанавливаемыми временными ограничениями. Этого можно избежать, остановив некоторую группу задач или всю систему целиком, о чем будет подробнее сказано ниже. Преимущество метода состоит в возможности корректировать поведение задачи в процессе ее выполнения.

Под мониторингом понимается сбор данных о задаче (значения регистров, переменных, и.т. д) или о системе в целом (стадии выполнения задач, происходящие события, и.т. д).

Осуществлять сбор данных помогает псевдо-агент (набор инструкций, встроенных в код задачи). Обычно его добавляют на этапе проектирования. Простой пример псевдо-агента — вызов assert, позволяющий вести диагностику работы задачи.

В процессе мониторинга отладчик практически не вмешивается в работу системы, обеспечивая нормальное ее функцирование, но вместе с тем не имеет возможности влиять на ход выполнения отлаживаемого приложения.

1.3. Ошибки в системах реального времени

Отмеченные выше методы отладки позволяют выявлять и устранять ошибки следующего характера:

1. Ошибки в программном обеспечении, влекущие непнеправильное выполнение задачи (безотносительно времени). Обычные ошибки, обнаруживаемые средствами активной отладки. Эти средства будут рассмотрены в разделе

2. Ошибки в ОСРВ: ошибки планирования, синхронизации и связи. Для отладки, в этом случае, надо использовать один из способов мониторинга. Подробно средства мониторинга описаны в разделе

3. Логические ошибки, связанные с асинхронностью. Пример такого рода ошибок и способы их устранения будут приведены в разделе


Рекомендуем почитать
Милосердие весны

«Милосердие весны» — седьмая книга стихов Льва Малякова. В ней нашло отражение все, что пережито и перечувствовано поэтом за последние годы, в пору зрелости и раздумий. Как бы заново открытый мир человеческих отношений, любви, природа родного края, воспоминания о войне — вот основные мотивы книги.


Иваны России

«Иваны России» — шестая книга поэта Льва Малякова. Она посвящена людям деревни и людям древней русской земли — Псковщине. Поэт пишет о наших талантливых предках, которые своими ратными подвигами и созидательным трудом возвеличивали славу государства.Многие стихи поэта посвящены жизни современной деревни, ее заботам. Мягкая лирика и задушевная теплота этих произведений наряду с серьезными раздумьями о человеческих взаимоотношениях, о минувшем и будущем нашей Родины придают сборнику поэтическую своеобразность.


Каши

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


История водки

«История водки» — не занимательная «история пьянства». Где впервые появилась водка? Этот вопрос приобрел государственное значение, когда Запад вдруг выступил с отрицанием приоритета России. Исследование В.В.Похлебкина убедительно доказывает: «Только водка из России — настоящая русская водка!».


Это ваше Fido

Одно из немногих изданий на русском языке, которое посвящено старейшей глобальной компьютерной сети "Fidonet". Сатирический справочник о жизни и смерти самого древнего сетевого сообщества, которое до сих пор существует среди нас.


Безопасность информационных систем

В пособии излагаются основные тенденции развития организационного обеспечения безопасности информационных систем, а также подходы к анализу информационной инфраструктуры организационных систем и решению задач обеспечения безопасности компьютерных систем.Для студентов по направлению подготовки 230400 – Информационные системы и технологии (квалификация «бакалавр»).


UNIX — универсальная среда программирования

В книге американских авторов — разработчиков операционной системы UNIX — блестяще решена проблема автоматизации деятельности программиста, системной поддержки его творчества, выходящей за рамки языков программирования. Профессионалам открыт богатый "встроенный" арсенал системы UNIX. Многочисленными примерами иллюстрировано использование языка управления заданиями shell.Для программистов-пользователей операционной системы UNIX.


QNX/UNIX: Анатомия параллелизма

Книга адресована программистам, работающим в самых разнообразных ОС UNIX. Авторы предлагают шире взглянуть на возможности параллельной организации вычислительного процесса в традиционном программировании. Особый акцент делается на потоках (threads), а именно на тех возможностях и сложностях, которые были привнесены в технику параллельных вычислений этой относительно новой парадигмой программирования. На примерах реальных кодов показываются приемы и преимущества параллельной организации вычислительного процесса.


Виртуальные  машины: несколько компьютеров в  одном

Применение виртуальных машин дает различным категориям пользователей — от начинающих до IT-специалистов — множество преимуществ. Это и повышенная безопасность работы, и простота развертывания новых платформ, и снижение стоимости владения. И потому не случайно сегодня виртуальные машины переживают второе рождение.В книге рассмотрены три наиболее популярных на сегодняшний день инструмента, предназначенных для создания виртуальных машин и управления ими: Virtual PC 2004 компании Microsoft, VMware Workstation от компании VMware и относительно «свежий» продукт — Parallels Workstation, созданный в компании Parallels.


Недокументированные и малоизвестные возможности Windows XP

Книга содержит подробные сведения о таких недокументированных или малоизвестных возможностях Windows XP, как принципы работы с программами rundll32.exe и regsvr32.exe, написание скриптов сервера сценариев Windows и создание INF-файлов. В ней приведено описание оснасток, изложены принципы работы с консолью управления mmc.exe и параметрами реестра, которые изменяются с ее помощью. Кроме того, рассмотрено большое количество средств, позволяющих выполнить тонкую настройку Windows XP.Эта книга предназначена для опытных пользователей и администраторов, которым интересно узнать о нестандартных возможностях Windows.