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

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Vasconcelos, Jamile de Barros
• Orientador(a): Lima, George Marconi de Araújo
• Banca de defesa: Lima, George Marconi de Araújo , Rios, Tatiane Nogueira , Lima, Verônica Maria Cadena
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal da Bahia
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação (PGCOMP)
• Departamento: Instituto de Computação - IC
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: 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)
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
• Link de acesso: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/37443

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.