Reconfiguración Dinámica Adaptativa Multiversión en Sistemas de Tiempo

1. ReconfiguraciónDinámicaAdaptativa
Multiversiónen Sistemasde Tiempo Real
Desarrollo de Servicios en Dispositivos con Recursos Limitados
Maestría en Ingeniería de Redes y Servicios Telemáticos

2. Contenido
• Introducción
• Visión General
• Modelo del Sistema
• Mecanismo de Reconfiguración
• Condición de Planificabilidad
• Solución Optima
• Ejemplo de la Solución
• Conclusiones

3. Introducción
• Los sistemas en tiempo real anteriormente eran predecibles,
periódicos y sencillos.
• Actualmente se han convertido en sistemas muy complejos.
• Calidad
• Distancia del objeto
• Velocidad
• Interacción con el medio
• Tolerancia a Fallos
• Detección de Errores
• Adaptables

4. Visión General
• El mecanismo de reconfiguración se basa en seleccionar
los modos de funcionamiento adecuados de las tareas
del sistema con el fin de optimizar una cierta función
global del sistema.
• Los modos de funcionamiento de las tareas pueden ser
expresadas:
• periodos de operación
• múltiples versiones de tareas

5. Cont…
• El objetivo de este mecanismo de reconfiguración es
seleccionar las tareas apropiadas que maximicen el
beneficio global del sistema y así mismo presenta un
algoritmo que permite negociar la memoria y la
velocidad para realizar la optimización de recursos.
• Se considera que cada tarea tiene una o más versiones
que deben ser seleccionadas en tiempo de ejecución.
• rutinas de recuperación

6. Modelo del Sistema
• Se considera un sistema compuesto por un procesador para
trabajar con multi-versiones de tareas programadas, en donde
se considera lo siguiente:
• Tareas no comparten recursos
• Tareas no tienen reglas de precedencia
• Cada tarea genera uno o más trabajos
• Trabajos identificados por Ji o Jj i ≠ j
• Liberación instantánea de Ji denotada por ri
• Trabajos ejecutados en [ri , di), donde di = ri + Di
• Di => Tiempo limite relativo
• di => Tiempo limite absoluto
• Tareas periódicas, esporádicas y aperiódicas

7. Cont.…
• Hay versiones k de cada tarea Ji, significa que Ji puede ser liberado
en k(i) > 0
• Se considera un beneficio asociado de Ji denotado como Aik
• La cancelación de un Ji es denotado por seleccionar una versión k,
donde Cik = 0
• T(t, t’) = {J1, . . . , Jn} trabajos activos
• Trabajo Activo Si ri < t’
• Se denota el interés momentáneo como: si = max (t, ri)
• Tiempo desde el cual la ejecución de Jj es considerada por el
mecanismo de reconfiguración.

8. Cont...
• Tiempo computacional denotado por:
• Mecanismos de reconfiguración deben seleccionar la versión
de cada trabajo activo en T(t, t’) que permiten maximizar los
beneficios del sistema.
• Los mecanismos de reconfiguración asignan valores a la
variables xikϵ {0,1} asociado con cada trabajo en T(t, t’)

9. Mecanismo de Reconfiguración
• El problema de reconfiguración puede ser declarado de la
siguiente manera:

10. Condición de Planificabilidad
• Un trabajo es Ji ϵ T(t, t’) debe ser planificado no antes de Si
(interés momentáneo) y debe terminar por min(t’,dn).
• Teorema: Los trabajos en T(t, t’) = {J1, J2, … , Jn} son
planificables en el intervalo (t, t’) si:
• Esta condición de planificabilidad es restrictiva por lo que es
suficiente para resolver los problemas de reconfiguración a un
camino efectivo.

11. Solución Optima

12. Cont.…

13. Ejemplo
Se tiene que p3(234) = 1, lo que implica que x3,1 = 1, la más alta calidad de las
versiones, el intervalo de tiempo, min(234, d3) − C3,1 = 234 − 22 = 212, este es
considerado para la ejecución de los otros dos trabajos.
Se tiene que p2(212) = 1, lo que implica que x2,1 = 1, la más alta calidad de las
versiones en J2, el intervalo de tiempo, min(212, d2) − C2,1 = 101 − 91 = 10.
p1(10) = 8, lo que implica que x1,8 = 1, la más alta calidad de las versiones en J2, el
intervalo de tiempo, min(10, d1) − C1,8 = 10 − 9,3 = 0,7 = 0

14. Cont.…

15. Cont…
• Cada tarea, las versiones fueron generadas acordes a una
distribución exponencial con parámetro: U= 40%

16. Conclusiones
• Enfoque para la reconfiguración dinámica de sistemas
modernos en tiempo real estructurados como un conjunto de
tareas.
• Condición de planificabilidad
• Solución Optima para el problema de reconfiguración
• Demostrado con las simulaciones que el tiempo de ejecución
se puede reducir dramáticamente a expensas de una pequeña
disminución en el beneficio del sistema.
• Reconfiguración dinámica requiere condiciones de
planificabilidad eficientes y soluciones rápidas, dado que estas
condiciones llevan a algoritmos eficientes de optimización

17. Gracias