Временные параметры периодических задач

· Период задания Т представляет собой интервал времени между поступлениями двух последовательных заданий одного типа.

· Частота заданий (измеряемая в Hz) 1/Т представляет собой величину, обратную периоду (в секундах). Например, задание с периодом 50 мс имеет частоту 20 Гц. Обычно окончание периода задания является жестким предельным сроком завершения задания, хотя некоторые задания могут иметь и более ранние предельные сроки.

· Время выполнения (вычисления) С представляет собой количество процессорного времени, требующегося для каждого задания определенного типа.

41. На каком американском космическом аппарате инверсия приоритета привела к многократной перезагрузке бортового компьютера?

Инверсия приоритета в Mars Pathfinder

При разработке ПО для бортового компьютера космического аппарата Mars Pathfinder, была принята архитектура, которую сами разработчики называли "общей шиной" - глобальная разделяемая область памяти, которую все процессы в системе использовали для коммуникации. Доступ к этой области защищался мутексом.

В системе существовала высокоприоритетная нить, занимавшаяся управлением шиной, которая периодически запускалась по сигналам таймера и собирала из "шины" некоторую важную для нее информацию. Эта же нить должна была сбрасывать сторожевой таймер, подтверждая, что система функционирует нормально.

Кроме того, в системе существовало еще несколько нитей, осуществлявших доступ к шине, в частности нить сбора метеорологических данных. Эта нить также запускалась по расписанию и копировала данные в буфер "шины", разумеется, захватывая при этом мутекс.

Таким образом, если нить управления "шиной" запускалась во время работы "метеорологической" нити, то она должна была ждать некоторое дополнительное время. В моменты, когда в системе не было других активных нитей, это не приводило к проблемам.

Однако когда накладывалось исполнение трех нитей, интервал ожидания сильно увеличивался, и это приводило к срабатыванию сторожевого таймера и сбросу бортового компьютера - в данном случае, ложному, потому что система все-таки оставалась работоспособной.

При тестировании на Земле сбросы такого рода несколько раз происходили, но разработчики не смогли воспроизвести условия их возникновения (срабатывание ошибки требует наложения трех нитей, каждая из которых сама по себе большую часть времени заблокирована) и отправили на Марс аппарат с недиагностированной проблемой. При эксплуатации непредсказуемые и происходящие, в среднем, раз в несколько дней сбросы бортового компьютера доставляли много неудобств центру управления полетом; к тому же, специалисты центра вынуждены были объяснять происходящее журналистам. На копии системы на Земле сбросы долгое время не удавалось воспроизвести; наконец, под утро, когда в лаборатории оставался только один разработчик, сброс все-таки произошел и по анализу отладочного дампа системы проблему удалось решить.