Avaliação experimental do uso de estatística dos valores extremos na determinação de limites de tempos de execução para projeto de sistemas de tempo real

• Autor(a) principal: Vasconcelos, Jamile de Barros
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFBA
• Texto Completo: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/37443
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO; Análise Temporal Probabilística Baseada em Medições (MBPTA); WCET probabilístico (pWCET); Sistemas de Tempo Real (RTS); Tempo de Execução no Pior Caso (WCET); Teoria dos Valores Extremos (EVT); Measurement-Based Probabilistic Time Analysis (MBPTA); probabilistic WCET (pWCET); Worst Case Execution Time (WCET); Real Time Systems (RTS); Extreme Value Theory (EVT)

Sistemas de tempo real (RTS) são aqueles cujas ações estão sujeitas a restrições temporais, definidas em termos de prazos de execução (deadlines). Um RTS crítico é usualmente projetado para nunca deixar de cumprir seus deadlines, como é o caso dos sistemas aviônicos e espaciais. Para que isso aconteça, é fundamental que se saiba qual o tempo máximo que cada tarefa leva para ser executada nestes ambientes, parâmetro conhecido como Tempo de Execução no Pior Caso (WCET). Estimar o WCET de uma tarefa não é simples e, no caso das arquiteturas modernas, o mesmo está sujeito a imprevisíveis influências de diferentes elementos de hardware e software, que impedem a identificação de um valor absoluto de WCET. Uma das técnicas mais empregadas, nestes casos, é a Análise Temporal Probabilística Baseada em Medições (MBPTA), fundamentada em um ramo da estatística conhecido como Teoria dos Valores Extremos (EVT). Por meio da MBPTA-EVT pode-se inferir distribuições de probabilidade de pior caso e estimar WCET Probabilísticos (Probabilistic Worst Case Execution Time - pWCET). O presente trabalho visa realizar uma análise experimental do uso da EVT via MBPTA para inferência de pWCET, apresentando o processo de aplicação da técnica em um ambiente real RPi e expondo os desafios e problemas encontrados durante este processo; ponto raramente exposto pela literatura. Os resultados apontam que EVT é eficaz mas que nem sempre produz modelos adequados e resultados pWCET coerentes em uma arquitetura moderna real. Assim, a principal contribuição do trabalho é oferecer um alerta à comunidade, que pode necessitar de métodos alternativos para análise temporal. A pesquisa está inserida no contexto do projeto Kepler, uma cooperação entre o IC-UFBA e o INRIA-Paris.