Создание прототипа интегрированной среды и методов комплексного анализа функционирования распределённых вычислительных систем реального времени (РВС РВ) - презентация

1 Создание прототипа интегрированной среды и методов комплексного анализа функционирования распределённых вычислительных систем реального времени (РВС РВ) ГК Факультет Вычислительной Математики и Кибернетики Лаборатория Вычислительных Комплексов Конференция ФЦП Кадры-2013, Москва Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова

2 Требования к системе моделирования РВС РВ Цель: поддержка проектирования РВС РВ. Требования: Открытость системы Совместное использование средств моделирования и верификации Возможность сопряжения с аппаратурой Регистрация и обработка событий моделирования Возможность взаимодействия со сторонними системами

3 Архитектура системы имитационного моделирования ДИАНА

4 Построение модели на UML UML с вставками на языке С

5 Верификация модели в UPPAAL Вычисление WCET линейных участков кода на С Трансляция в автоматы UPPAAL Формальная проверка свойств модели Восстановление контрпримера в терминах UML

6 HLA (IEEE-1516) – стандарт архитектуры среды выполнения моделей. State Chart XML – простой формат представления диаграмм состояний, подходящий для их автоматической генерации. RAP (Reliability Allocation Problem) – оптимизационная задача, требующая многократного проведения имитационных экспериментов. Генерация кода федератов HLA и интеграция со сторонними системами Пример кода HLA федерата:

7 Среда выполнения моделей MT-CERTI MT-CERTI – разработанная авторами модификация системы CERTI Служебные федераты: федерат-контроллер аппаратных устройств (MILSTD-1553) федерат-трассировщик libRTI RTIA 1 Федерат 1 RTIG WAN Сокет Unix Сокет TCP libRTI RTIA 2 Федерат 2 libRTI RTIA n Федерат n

8 Сравнение производительности CERTI и MT-CERTI Кол-во сообщений Время работы (мс) Модель «Лавина»Модель «Пинг-Понг» CERTIMT CERTICERTIMT CERTI 104,12,810,26, ,126,194,465, , ,6666, ,28770,76570, ,487643,266524,8

9 Визуализация результатов моделирования Vis4 – модификация средства визуализации Vis3 (ЛВК ВМК МГУ) OTF (Open Trace Format) – открытый формат представления трасс, разработанный в техническом университете Дрездена

10 Основные результаты (1) Разработана первая отечественная среда полунатурного имитационного моделирования РВС РВ, поддерживающая стандарт HLA Разработан способ описания модели РВС РВ, поддерживющий два уровня абстракции Разработан алгоритм трансляции диаграмм состояний UML в сети временных автоматов, доказана его корректность Разработан и реализован метод, позволяющий применять средства верификации для оценки наихудшего времени выполнения программ

11 Основные результаты (2) Разработаны и реализованы 4 вида эволюционных алгоритмов и алгоритм имитации отжига для решения задачи выбора механизмов обеспечения отказоустойчивости РВС РВ. Выполнена интеграция среды моделирования с этими методами Создан экспериментальный образец стенда полунатурного моделирования и интеграции РВС РВ Разработана программа внедрения результатов НИР в образовательный процесс Подготовлены научно-методические материалы для учебных материалов по тематике проекта

12 Направления развития Замена централизованной архитектуры MT-CERTI на каскадную Реализация более эффективных алгоритмов синхронизации времени Оптимизация алгоритма трансляции диаграмм UML в автоматы UPPAAL Поддержка работы с аппаратным каналами ARINC, FC Автоматическая обработка результатов моделирования

13 Основные достижения (1) Защищена 1 докторская диссертация (ещё 1 планируется в 2013/2014 учебном году) Защищено 4 кандидатских диссертации (ещё 4 планируются в 2013/2014 учебном году) Опубликовано 18 статей в ВАКовских и ведущих зарубежных журналах (ещё 3 статьи находятся в печати) 19 выступлений на конференциях (ИмМод, WinterSim) 13 молодых студентов, аспирантов, докторантов и молодых исследователей, закрепленных в сфере науки

14 Основные достижения (2) Сформировано исследовательское партнёрство с такими организациями как АО "ОКБ Сухого", ЦНИИ "Электроприбор" и НТЦ "Модуль" Стартовал проект по созданию средства мониторинга и анализа канала МКИО Заинтересованность в сотрудничестве со стороны исследовательского центра Onera (Франция)

15 Вопросы? Страница проекта: Отчёты: Лаборатория Вычислительных Комплексов ВМК МГУ Тел.: +7 (495) Дмитрий Волканов