Pós-Graduação em Ciência da Computação
Anderson Moreira – CIn/UFPE
MODCS
maio de 2007
Uma proposta de trabalho envolvendo Análise de Sistemas
Operacionais de Tempo Real e Software Aging
Aluno: Anderson L. S. Moreira
[email protected]
Orientador: Paulo Maciel
[email protected]
Centro de Informática
Universidade Federal de Pernambuco
Recife – PE
Anderson Moreira – CIn/UFPE
MODCS
abril de 2011
Quem sou eu?
Natural de Nazaré no
estado da Bahia;
Vida nômade (mudança
constante);
Fiz dois períodos de
Agronomia (UFV/MG);
Anderson Moreira – CIn/UFPE
MODCS
novembro de 15
Formação educacional
Bacharelado em Ciência da
Computação – UESC/BA;
Especialista em Administração de
Sistemas de Informação – UFLA/MG;
Mestrado em Ciência da Computação
– UFPE/PE.
Anderson Moreira – CIn/UFPE
MODCS
novembro de 15
Área de atuação
Trabalho com Sistemas Operacionais desde 2001;
Trabalhei durante um tempo na indústria;
Área de pesquisa surgiu a quase 10 anos atrás (inicialmente
no laboratório de Bio-Informática da UESC);
Atualmente: Sistemas Operacionais de Tempo Real e
Algoritmos de escalonamento – IFPE;
Atualmente membro do MODCS / UFPE, mas também faço
parte do Grupo de Sistema Embutidos e NDPSI / IFPE além do
SIEP Gerencial / SETEC/MEC
Anderson Moreira – CIn/UFPE
MODCS
abril de 2011
Grupo de Sistemas Embutidos / IFPE
Anderson Moreira – CIn/UFPE
MODCS
abril de 2011
NPDSI – Projeto Robótica Assistiva
• Proporcionar inclusão social e uma maior
independência;
• Tecnologia
assistiva
é
utilizada
para
identificar todos os recursos e serviços que
contribuem para aumentar, manter ou
melhorar
as
capacidades
funcionais de
pessoas com o auxilio da robótica.
Anderson Moreira – CIn/UFPE
MODCS
abril de 2011
NPDSI – Projeto Robótica Assistiva
Fonte de
Calor
Sensor de
Temperatura
Saída
Analógica
Controlador
Saída
Digital
Conversor
AD
Atuador
Anderson Moreira – CIn/UFPE
MODCS
abril de 2011
NPDSI – Projeto Robótica Assistiva
Anderson Moreira – CIn/UFPE
MODCS
abril de 2011
Protótipo
Anderson Moreira – CIn/UFPE
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abril de 2011
Análise funcional do RD5NT
Anderson Moreira – CIn/UFPE
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abril de 2011
SIEP Gerencial
http://www.renapi.gov.br
Anderson Moreira – CIn/UFPE
MODCS
abril de 2011
SIEP Gerencial - Projeto Desenvolvido
Inteface
To Do
Scheduler Request
R
R
Dispatcher
R
R
Remote Manager
R
R
Web
Service
Extratores
Base
SIEP
F
e
e
d
e
r
Logger
Unmarshal
Statistics
Scheduler Response
D
D
D
D
Receiver
D
D
Web
Service
Installer
Anderson Moreira – CIn/UFPE
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abril de 2011
Extratores
A proposta de trabalho
Software Aging Analysis and
Rejuvenation Strategies for Virtual
Machines/Operating Systems
Anderson Moreira – CIn/UFPE
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abril de 2011
Motivação
Notável crescimento do uso de sistemas
computacionais em diferentes tipos de aplicações
Anderson Moreira – CIn/UFPE
MODCS
abril de 2011
Motivação
Sistemas computacionais que devem reagir aos estímulos
do seu ambiente em prazos finitos e específicos
Estabelecem regras de corretude temporal e lógica para um
bom funcionamento do sistema
 Falha na resposta pode ser catastrófica!
Atualmente
 Quase todos os Sistemas Embarcados do mundo são STR
 99% de todos os processadores são para o mercado de
sistemas embarcados (Fonte: Alan Burns 2002)
Anderson Moreira – CIn/UFPE
MODCS
abril de 2011
Motivação
Sistemas Operacionais de
Tempo Real (SOTR) ao invés de
um Sistema Operacional de
Propósito Geral (SOPG)?
 Cresce o número de
aplicações com restrições
temporais;
 Dificuldades de atender
essas restrições em um
SOPG;
 Tanto SOTR quanto SOPG
podem ter falhas. Sendo o
segundo mais suscetível à
falhas.
Anderson Moreira – CIn/UFPE
MODCS
abril de 2011
Motivação
2/3
Motivação
Uma falha em sistemas (computacionais ou não)
é um desvio das condições de serviços normais
deste sistema;
Conhecido também como cadeia de ameaças
(chain of threats);
ativa
Defeito
propaga
Erro
causa
Falha
Defeito
...
Propagação de erros é a transformação de um
defeito em outro defeito.
Anderson Moreira – CIn/UFPE
MODCS
abril de 2011
...
Motivação
Software Aging é usualmente conseqüência de defeitos
(faults) em sistemas computacionais;
É uma característica “natural” dado ao fenômeno empírico que
quanto maior o tempo de execução de um determinado
sistema, a taxa de defeitos cresce;
Exemplos:
 Falhas de entregas de serviços;
 Baixa gradual de resposta de sistema;
 Suspensão ou crash de serviço.
Anderson Moreira – CIn/UFPE
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abril de 2011
Motivação
Anderson Moreira – CIn/UFPE
MODCS
abril de 2011
Objetivos
Desenvolver / adaptar métodos de monitoramento
de recursos de sistemas;
Desenvolver gerenciamento proativo para se evitar
a degradação do desempenho destes sistemas;
Utilização de software rejuvenation, como técnica
de tolerância à falhas para atenuar os efeitos do
software aging;
Anderson Moreira – CIn/UFPE
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abril de 2011
Ações
Definir um sistema (alguns estudos de caso) que
sejam relevante na pesquisa;
Quais os recursos a serem avaliados;
O desenvolvimento ou adaptação de métodos de
monitoramento e gerenciamento proativo
(rejuvenation) para cada uma dos recursos;
Muitos dos trabalho já feitos de análise foram
criados em tempo de falha dos recursos de
sistemas;
Possível criação de uma ferramenta para
monitoramento.
Anderson Moreira – CIn/UFPE
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abril de 2011
Ações
O que eu devo estudar no trabalho:
 Ambientes virtuais e sistemas operacionais nos quais
ocorra exaustão de recursos;
 Software Aging e Rejuvenation;
 Métodos de monitoramento;
 Estudar técnicas estatísticas para detecção de alterações
de comportamento, tais como utilização, throughput,
tempo de resposta, etc.
 Gráficos de controle;
 Correlação, regressão e séries temporais; e
 Design of Experiment
Anderson Moreira – CIn/UFPE
MODCS
abril de 2011
Estudo de Caso : Sistema de Tráfego Aéreo
Aplicação simplificada:
 Consiste em rastrear todas as aeronaves e assegurar que cada
uma delas mantenha sempre uma distância mínima das outras;
O sistema é composto:
 Ambiente de comunicação;
 Terminal que reponde ao operador;
 Radar.
Anderson Moreira – CIn/UFPE
MODCS
abril de 2011
Estudo de Caso : Sistema de Controle Industrial
Usa uma vasta gama de sistemas de tempo real;
Exemplo típico para controle de sensores por SOTR;
Motor de giro
livre
Sensor T1
Sensor de
Concentração SC
Sensor T2
Sensor T3
Anderson Moreira – CIn/UFPE
Aquecedor
MODCS
abril de 2011
Estudo de Caso : Sistema de Controle Robótico
Aplicação fornece uma forte ferramenta de validação dos
componentes do SOTR
 Vários dispositivos comunicando entre si;
 Verificação de comunicação entre sistemas diversos.
Controle do Braço
Anderson Moreira – CIn/UFPE
Motor
MODCS
abril de 2011
Conto com a ajuda de vocês
Anderson Moreira – CIn/UFPE
MODCS
abril de 2011
Uma proposta de trabalho envolvendo análise de Sistemas
Operacionais de Tempo Real e Software Aging
Aluno: Anderson L. S. Moreira
[email protected]
Orientador: Paulo Maciel
[email protected]
Centro de Informática
Universidade Federal de Pernambuco
Recife – PE
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abril de 2011