МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Інститут інформаційно-діагностичних систем

Кафедра безпеки інформаційних технологій

РОЗРАХУНКОВО - ГРАФІЧНА РОБОТА

(ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА)

з дисципліни «Операційні системи»

Тема: Дослідження часових характеристик багатопотокової програми в ОС реального часу QNX за час обробки інформації від периферійних пристроїв

Виконали: студентка 431 групи Дімнич А.М.

студент 431 групи Бусел А.О.

Перевірив: доцент кафедри БІТ, к.т.н. Ковтун В.Ю.

Київ 2012

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Інститут інформаційно-діагностичних систем

Кафедра безпеки інформаційних технологій

ЗАВДАННЯ НА ВИКОНАННЯ РОЗРАХУНКОВО – ГРАФІЧНОЇ РОБОТИ

студентки Дімнич Анастасії Михайлівни

студента Бусела Андрія Олександровича

Загальне завдання

Розробка серверної програми, яка отримує запити по заданому протоколу від деякої кількості клієнтів і виконує обробку цих запитів. Розробка клієнтської програми, яка проводить підключення до сервера і через деякі проміжки часу формує запит до нього по заданому протоколу. Дослідження часу реакції сервера на запити клієнтів, які формувались в реальному масштабі часу.

Індивідуальне завдання

Варіант 7

Протокол передачі TCP. Максимальна кількість одночасних підключень - 3. Закон зміни часу між кінцем і початком передачі пакетів від клієнта до сервера: . Період моделювання – 20хв. Закон зміни кількості інформації : .

Завдання видав ___________ (Ковтун В.Ю.) _____________ 2012 р.

Завдання прийняла на виконання ___________(Дімнич А.М.)

Завдання прийняв на виконання ___________(Бусел А.О.)

Розрахунково–графічна робота захищена з оцінкою_______________

Реферат

Пояснювальна записка до РГР «Дослідження часових характеристик багатопотокової програми в ОСРЧ QNX за час обробки інформації від периферійних пристроїв» містить: кількість сторінок – 31; рисунків – 18; літературних джерел – 7.

В пояснювальній записці розглянуті питання актуальності програми. Також представлений алгоритм роботи програми у вигляді блок-схем, побудована діаграма послідовності її роботи. Був проведений експеримент дослідження часових характеристик багатопотокової програми під час обробки інформації від периферійних пристроїв.

Мета роботи – дослідити час реакції сервера на запити клієнтів, що формуються в реальному масштабі часу.

Об’єкт дослідження – процес обробки сервером отриманих пакетів від віддалених клієнтів.

Предмет дослідження – часові характеристики багатопотокового застосування.

Розроблена програма виконує приєднання трьох клієнтських застосувань до сервера, односторонню передачу блоків повідомлень в системі реального часу.

Результати виконаної роботи рекомендується використовувати при створенні клієнт-серверної програми в операційній системі реального часу, для визначення оптимального варіанту обробки пакетів та часу який потрібен на їх обробку.

БАГАТОПОТОКОВЕ ЗАСТОСУВАННЯ, СИСТЕМА РЕАЛЬНОГО ЧАСУ, ПРОЦЕС, ПОТІК, СЕРВЕР, КЛІЄНТ.

ЗМІС

СПИСОК ТЕРМІНІВ ТА СКОРОЧЕНЬ 6

ВСТУП 7

РОЗДІЛ 1. СИСТЕМА АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ АВТОПІЛОТ 8

1.1. Підвищення рівня безпеки роботи автопілоту 8

1.2. Системи реального часу 10

1.3. Операційна система реального часу QNX 12

РОЗДІЛ 2. АЛГОРИТМ ПРОГРАМИ 13

РОЗДІЛ 3. ОСОБЛИВОСТІ ПРОГРАМНОЇ РЕАЛІЗАЦІЇ 20

3.1. Вибір мови та середовища розробки 20

3.2. Мережева взаємодія на стороні сервера 20

3.3. Мережева взаємодія на стороні клієнта 21

3.4. Логування 22

РОЗДІЛ 4 ЕКСПЕРИМЕНТ 23

ВИСНОВКИ 28

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 29

ДОДАТОК А ІНСТРУКЦІЯ З ВИКОРИСТАННЯ ЗАСТОСУВАННЯ 30

ДОДАТОК Б ТЕСТУВАННЯ ПРОГРАМИ 31

СПИСОК ТЕРМІНІВ ТА СКОРОЧЕНЬ 5

ВСТУП 6

РОЗДІЛ 1. СИСТЕМА АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ АВТОПІЛОТ 7

1.1. Підвищення рівня безпеки роботи автопілоту 7

1.2. Системи реального часу 9

1.3. Операційна система реального часу QNX 11

РОЗДІЛ 2. АЛГОРИТМ ПРОГРАМИ 12

2.1. Опис взаємодії клієнта та сервера 12

2.2. Алгоритм серверного застосування 13

2.3. Алгоритм клієнтського застосування 16

РОЗДІЛ 3. ОСОБЛИВОСТІ ПРОГРАМНОЇ РЕАЛІЗАЦІЇ 19

3.1. Вибір мови та середовища розробки 19

3.2. Мережева взаємодія на стороні сервера 19

3.3. Мережева взаємодія на стороні клієнта 20

3.4. Логування 21

РОЗДІЛ 4 ЕКСПЕРИМЕНТ 22

ВИСНОВКИ 27

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 28

ДОДАТОК А ІНСТРУКЦІЯ З ВИКОРИСТАННЯ ЗАСТОСУВАННЯ 29

ДОДАТОК Б ТЕСТУВАННЯ ПРОГРАМИ 30

Список термінів та скорочень

Система реального часу – це система, правильність функціонування якої залежить не тільки від коректності обчислень, але й від часу, за який ці обчислення відбуваються.

Сокет (socket) – високорівневий уніфікований інтерфейс взаємодії з телекомунікаційними протоколами.

Клієнт-сервер (англ. Client-server) – обчислювальна або мережева архітектура, в якій завдання або мережеві навантаження розподілені між постачальниками послуг (сервісів), званими серверами, і замовниками послуг, званими клієнтами.

Клієнт (англ. Client) — комп’ютер (або програма), що використовує ресурси, надані іншим комп'ютером (або програмою), який називається сервером.

Сервер – програма, що надає деякі послуги іншим програмам (клієнтам).

ТСР (Transmission Control Protocol) – протокол керування передачею. Це один із основних мережевих протоколів Інтернету, призначений для управління передачею даних в мережах і підмережах ТСР/ІР [2].

ОС (операційна система) - це базовий комплекс програмного забезпечення, що виконує управління апаратним забезпеченням комп'ютера або віртуальної машини; забезпечує керування обчислювальним процесом і організує взаємодію з користувачем.

ОСРЧ – операційна система реального часу.

ПЗ – програмне забезпечення.

ВСТУП

Актуальність теми розрахунково-графічної роботи пояснюється тим, що сьогодні дедалі більше видів техніки потребують підтримки роботи у реальному часі. Необхідно зазначити, що для реалізації ПЗ яке б працювало в реальному часі, необхідна операційна система реального часу. Такою операційною системою є ОС QNX.

В роботі був розглянутий процесорний модуль для автопілоту літака, призначеного для автоматичної стабілізації і управління польотом літака по заданій траєкторії, який працює з ОС реального часу. Дана розробка дозволяє підвищити рівень безпеки польоту за рахунок того, що дана система автоматичного управління розрахована на те, що дані з одного приладу чи датчика будуть передаватися трьома каналами зв’язку. При збої однієї з передач, є надійність того, що існує ще хоча б одна передача даних, що функціонує. Така методика передачі даних забезпечує більшу надійність доставки та обробки настільки важливої інформації.

Об’єкт дослідження – процес обробки пакетів сервером, отриманих від віддалених клієнтів, який відбувається в реальному часі.

Предметом дослідження є обробка пакетів сервером, отриманих від віддалених клієнтів.

Задача розрахунково-графічної роботи:

• розробити серверну програму, яка отримує запити по заданому протоколу від деякої кількості клієнтів і виконує обробку цих запитів;

• розробити клієнтську програму, яка проводить підключення до сервера і через деякі проміжки часу формує запит до нього по заданому протоколу;

• дослідити час реакції сервера на запити клієнтів, які формувались в реальному масштабі часу.