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Prozessautomatisierung
Echtzeitverarbeitung

Echtzeitverarbeitung

V/Ü/P/S: 2/0/0/0
Credits: 3
angeboten im: WS
Lehrender: Prof. Protzel

Inhalt

Von den Programmen zur Steuerung und Regelung in der Automatisierung wird erwartet, dass sie viele Aufgaben gleichzeitig erledigen und die Ergebnisse rechtzeitig liefern. Diese softwaretechnische Problematik wird in dieser Vorlesung ausführlich behandelt. Eng damit verknüpft ist das Konzept nebenläufiger Tasks und die damit verbundenen Probleme der Synchronisation, die ebenfalls in der Vorlesung behandelt werden.

Stichworte zum Inhalt:

Probleme nebenläufiger, verteilter und echtzeitabhängiger Systeme; Zeitgesteuerte vs. ereignisgesteuerte Verfahren; Konzept des Multitasking; zeitgerechte Einplanung in Ein- und Mehrprozessorsystemen; Synchronisationsprobleme; Synchronisation von Prozessen mit Hilfe von Semaphoren, Monitoren und anderen Verfahren; Beispiele von Echtzeitbetriebssystemen.

 

Informationen zum Seminar Echtzeitverarbeitung

In dem vorlesungsbegleitenden Seminar halten die Studierenden Vorträge zu speziellen Themen der Echtzeitverarbeitung. Ziel des Seminars ist es, sich selbständig Fachwissen anzueignen, zu hinterfragen und zu präsentieren. Der Zeitaufwand für das Seminar umfasst die Recherche, das Lesen, Verstehen und Aufbereiten des Fachwissens sowie das Vorbereiten und Halten der Präsentation. Jedes Thema sollte möglichst von einer Gruppe von 2 bis max. 3 Personen bearbeitet werden, wodurch zusätzlich Teamarbeit geübt werden kann. Ein direktes Feedback nach dem Vortrag soll auch helfen, die eigene Präsentationstechnik zu verbessern.

Jede Gruppe hält einen Vortrag von ca. 20 Minuten, d.h. ca. 10 Minuten pro Person bei einer Zweiergruppe. Die Präsentation sollte mit Hilfe von Powerpoint o.ä. erstellt und großer Wert auf eine didaktisch gute Aufbereitung gelegt werden. Ziel ist es, den Zuhörern trotz der Kürze des Vortrags die wesentlichen Inhalte des Themas zu vermitteln und komplexe Zusammenhänge durch Beispiele, Grafiken, Animationen, Filme etc. zu verdeutlichen. Es kommt also nicht darauf an, möglichst viele Details im Vortrag unterzubringen, sondern das Wesentliche herauszuarbeiten und gut aufzubereiten. Es ist wesentlich schwieriger und aufwändiger einen 10 minütigen Vortrag vorzubereiten als einen Vortrag von einer Stunde!

Hinweise zur Erstellung der Folien

 

  • Titelfolie mit Namen der Vortragenden, Lehrveranstaltung, Datum
  • Schriftgrößen mindestens 18 Punkt! Nicht mehr als 3 Anstriche pro Folie! Generell gilt: Umfang des Textes auf den Folien minimieren, Anzahl der Bilder, Grafiken und Animationen maximieren. Eine Vortragsfolie ist kein Teleprompter!
  • Letzte Folie mit Angabe aller(!) verwendeten Quellen, auch links!

 

Handout

Zusätzlich zu den Folien soll ein Handout erstellt und an die Teilnehmer der LV verteilt werden. Wichtigster Bestandteil des Handout ist ein annotiertes Literaturverzeichnis, d.h. das zu jeder verwendeten Quelle ein kurzer Kommentar geschrieben wird, der die Art, Qualität und Quantität der dort enthaltenen Informationen aus Ihrer Sicht bewertet. Ziel dieser Kommentare ist es, den Zuhörern die Suche nach weiterem Material zu erleichtern! Der Umfang des Handouts soll 2 bis 4 Seiten betragen. Das Handout muss nicht kopiert werden, sondern wird als pdf auf dieser Seite zur Verfügung gestellt.

Die Handouts der Seminar-Vorträge des aktuellen Semesters sind hier zu finden.

Vorschläge für Seminarthemen

 

 

 

 

 

 

 

  • Linux: Prozesse und Threads
    • Andrew S. Tanenbaum, Moderne Betriebssysteme, 3. Auflage, Pearson Studium, 2009 - Kapitel 10; (alternativ Windows Vista oder Symbian OS im gleichen Buch)

 

 

  • Überblick über Echtzeitbetriebssysteme oder detailliertere Betrachtung beispielhafter Echtzeitbetriebssysteme

 

  • Sicherheitsaspekte von Echtzeitbetriebssysteme

 

  • Weitere Themen sind nach Absprache möglich und eigene Themenvorschläge sind ausdrücklich erwünscht.

 

Die Termine für die Vorträge werden nach Absprache in der Vorlesung fesgelegt

Literaturhinweise

Die folgenden Literaturhinweise dienen sowohl zur Ergänzung/Vertiefung des Vorlesungsstoffes als auch zur Ausarbeitung der Seminarvorträge.

Eine Vielzahl von Artikeln und Büchern ist kostenlos uni-intern über Springerlink als pdf verfügbar!

  • Ralf G. Herrtwich, Günter Hommel: Nebenläufige Programme, Springer Verlag, 2. Auflage, 1998. (identisch mit 1. Auflage unter dem Titel "Kooperation und Konkurrenz") bei Google Books in weiten Teilen online
  • M. Ben-Ari: Principles of Concurrent and Distributed Programming, Addison-Wesley, 2. Auflage, 2006.
  • Alan Burns and Andy Wellings: Real-Time Systems and Programming Languages, Ada 95, Real-Time Java and Real-Time POSIX, Pearson/Addison-Wesley, 3. Auflage, 2001 bzw. 4. Auflage 2009.
  • Hermann Kopetz, Real-Time Systems - Design Principles for Distributed Embedded Applications, 2. Auflage, Springer, 2011. Buch bei Springerlink
  • Andrew S. Tanenbaum: Moderne Betriebssysteme, 3. Auflage, Pearson Studium, 2009
  • Juliane T. Benra, Wolfgang A. Halang: Software-Entwicklung für Echtzeitsysteme, Springer, 2009. Buch bei Springerlink
  • Jane W.S. Liu: Real-Time Systems, Prentice Hall, 2000.
  • Dieter Zöbel: Echtzeitsysteme - Grundlagen der Planung, Springer 2008.
  • E. Kienzle und J. Friedrich, Programmierung von Echtzeitsystemen, Hanser, 2009.
  • Lutz Priese, Harro Wimmel: Petri-Netze, 2. Auflage, Springer 2008. Buch bei Springerlink
  • Wolfgang Reisig, Petrinetze, Vieweg+Teubner Verlag, 2010. Buch bei Springerlink