Programa de: SISTEMAS EN TIEMPO REAL Carrera: Ingeniería

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PATAGONIA AUSTRAL

Unidad Académica Caleta Olivia

Programa de: SISTEMAS EN TIEMPO REAL Cod. EC. 1698

Carrera: Ingeniería en Sistemas Cod. Carr. 073

VIGENCIA AÑOS 2021

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Ciclo Académico: 2021

Año de la Carrera: Horas de Clases Semanales Régimen de Cursado Teoría Práctica Otrosi (1) Anual 1er.Cuatr. 2do.Cuatr. Otros (2) 3 2 X

(1) Observaciones: (2) Observaciones:

Docente/s

Teoríaii Práctica

R/I Apellido y Nombres Departamento/División R/I Apellido y Nombres Departamento/División

R Ing. Valdez, Jorge Ceferino ESI I Lic. Ramos, Luis ESI Observaciones:

Espacios Curriculares Correlativos Precedentes

Aprobada/s Cod. Asig. Cursada/s (1) Cod. Asig. Redes y Telecomunicaciones 1661 Sistemas Operativo Distribuidos 1666

Espacios Curriculares Correlativos Subsiguientes Aprobada/s Cod. Asig. Cursada/s Cod. Asig.

1- FUNDAMENTACIÓN Dentro del campo de acción del Ingeniero de Sistemas hay una creciente cantidad de aplicaciones que tienen requerimientos de tiempo real: sistemas de control y supervisión de procesos, robótica, electro medicina, sistemas de comunicación, electrodomésticos y muchas más. Hoy en día, se ha difundido tanto este tipo de sistemas que los podemos encontrar en pequeños sistemas empotrados (“embedded systems”) basados en microcontroladores, como por ejemplo un horno de microondas, hasta sistemas basados en varias computadoras de alto rendimiento que se comunican mediante una red. En particular, si hablamos de la tecnología que se emplea en la industria petrolera, absolutamente la mayoría del instrumental se basa en sistemas en tiempo real. A tal punto que las principales operadoras petroleras se encuentran migrando hacia sistemas automatizados y con poca intervención humana. Por consiguiente, se necesitarán profesionales que administren y mantengan estos sistemas automatizados, y en un mejor escenario, diseñar y construir nuevos sistemas en tiempo real. Por otro lado, la llegada de robots (ej. Drones) al mercado de consumo masivo es un claro ejemplo de cómo los sistemas en tiempo real se hacen cada vez más comunes y no solo aplicados a la tecnología empresarial. Otro ejemplo son los nuevos dispositivos pertenecientes a la Internet de las cosas, como lo son los dispositivos “weareables” y su masivo uso. Su aplicación por ahora es simplemente el de llevar un reloj inteligente, pero se prevé que sirva para monitorear los signos vitales de las personas y permitan determinar si posee alguna dolencia y activar alarmas para concurrir a los centros médicos.





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El alumno de la carrera de Ingeniería de Sistemas, como integrante de un equipo multidisciplinario, debe manejar los temas esenciales que hacen al diseño e implementación de este tipo de sistemas.

2- OBJETIVOS GENERALES: Estudio de los sistemas de tiempo real a fin de capacitar al alumno en el análisis teórico del cumplimiento de los requerimientos de tiempo real. Desarrollar en el alumno la capacidad de implementar distintas técnicas relativas al área, usando lenguajes y sistemas operativos de tiempo real.

3- CONTENIDOS MÍNIMOS: Características de sistemas embebidos en tiempo real. Problema de concurrencia. Manejo de interrupciones. Cambios de contextos. Métodos de diseño y especificación. Aspectos críticos. Tolerancia de fallas. Robustez. Sistemas Operativos en tiempo real. Aplicaciones. Métodos, herramientas de especificación y lenguajes de programación para sistemas de tiempo real.

4- ORGANIZACIÓN DE LOS CONTENIDOS – PROGRAMA ANALÍTICO Unidad I Conceptos básicos. Características. Características de sistemas embebidos en tiempo real. Definiciones. Clasificación. Aspectos críticos. Lenguajes de programación para sistemas de tiempo real. Sistemas operativos de tiempo real. Aplicaciones. Unidad II Diseño de sistemas de tiempo real. Métodos de diseño y especificación. Herramientas de especificación. Unidad III Lenguajes de programación para sistemas de tiempo real. Características de lenguajes para tiempo real. Programación en pequeña escala. Programación en gran escala. Unidad IV Programación concurrente. Procesos concurrentes. Núcleos de tiempo real. Procesos pesados y ligeros. Concurrencia en lenguajes de programación. Concurrencia en sistemas operativos. Unidad V Comunicación y sincronización. Comunicación mediante datos compartidos. Exclusión mutua. Sincronización ondicional. Comunicación mediante intercambio de mensajes. Comunicación asíncrona, síncrona e invocación remota. Unidad VI Programación de bajo nivel. Arquitectura de E/S. Controladores de E/S. Sincronización. Manejadores de dispositivos. Representación de datos. Manejo de interrupciones. Unidad VII Gestión del tiempo. Sistemas de referencia de tiempo. Relojes, retardos y límites temporales. Requisitos temporales. Ámbitos temporales. Unidad VIII Planificación. Introducción. Ejecutivos cíclicos. Prioridades fijas. Tareas periódicas independientes. Tareas esporádicas y aperiódicas. Interacción entre tareas y bloqueos. Modelo de tareas generalizado.





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4- ORGANIZACIÓN DE LOS CONTENIDOS – PROGRAMA ANALÍTICO Unidad IX Entorno de ejecución. Requisitos del entorno de ejecución. Modelos de tareas para sistemas críticos. Restricciones. Perfiles de Ravenscar. Perfiles POSIX. Efectos del entorno de ejecución en los tiempos de respuesta: cambio de contexto, operaciones del núcleo no desalojables, manejador de reloj. Unidad X Fiabilidad y Tolerancia de fallas. Fiabilidad, fallos y defectos. Prevención de fallos. Tolerancia de fallas. Robustez. Redundancia. Detección de errores. Recuperación de errores. Seguridad, fiabilidad y confiabilidad.

5- CRITERIOS DE EVALUACIÓN

Alumnos regulares Estarán centrados en la valoración de la comprensión de los contenidos teóricos y la valoración de las habilidades adquiridas para aplicar dichos conocimientos. Alumnos SATEP -

6- METODOLOGÍA DE TRABAJO PARA LA MODALIDAD PRESENCIAL: Se realizarán presentaciones de los temas teóricos mediante computadora y proyector. Las prácticas de laboratorio se realizarán sobre PCs con sistema operativo Linux y ambientes de desarrollo para sistemas de Tiempo Real.

A. Formación Experimental: consistente en la realización de pequeños programas y ejercicios en papel cuya finalidad es la aplicación de los conceptos teóricos.

B. Resolución de problemas de ingeniería: no corresponde. C. Actividades de proyecto y diseño: consistente en la realización de un proyecto empleando un kit Arduino y un

caudalímetro, para su medición mediante una aplicación. D. Práctica supervisada: se efectuarán ejercicios prácticos aplicando los conceptos teóricos y su implementación

en hardware.

7- ACREDITACIÓN: Alumnos Presenciales.

Regularización Aprobar los prácticos de aula: se entiende por práctico de aula a todo práctico que la cátedra fije para cada unidad, a realizar o entregar en el aula. Aprobar los prácticos de máquina: se entiende por práctico de máquina a todo práctico que involucre programación. Cada práctico se deberá entregar y aprobar en la fecha fijada por la cátedra o en una fecha de recuperación. Aprobar 2 parciales.

Aprobación Final El examen final será escrito u oral, pudiendo incluir uno o varios temas teóricos y/o prácticos.

8- METODOLOGÍA DE TRABAJO PARA ALUMNOS EN EL SISTEMA DE ASISTENCIA TÉCNICA PEDAGÓGICA

(SATEP)





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La asignatura cuenta con Estándar 0, por lo cual no existe interacción entre los docentes y los alumnos. Se dejará a disposición de los alumnos la Guía de Trabajos Prácticos y el material que se estime pertinente.

9- ACREDITACIÓN : Alumnos No Presenciales (SATEP)

Regularización No corresponde.

Aprobación Final No corresponde.

10- METODOLOGÍA DE TRABAJO SUGERIDA PARA EL APRENDIZAJE AUTOASISTIDO (Alumnos Libres) Según el Reglamento de Alumnos. No corresponde.

11- ACREDITACIÓN : Alumnos Libres

Aprobación Final No se aceptan.



Programa de: SISTEMAS EN TIEMPO REAL Cod. EC.

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Carrera: Ingeniería en Sistemas Cod. Carr.

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12- BIBLIOGRAFÍA · Libros (Bibliografía Obligatoria) Refer. Apellido/s Nombre/s Año

Edición Título de la Obra Capítulo/ Tomo / Pag.

Lugar de Edición Editorial Unidad Bibliotec

UA SIUNPA Otro

Burns Welling

Alan Andy

2003 3era

Sistemas de Tiempo Real y Lenguajes de Programación España Addison-Wesley

Wainer Gabriel A. 1997 Sistemas de Tiempo Real Conceptos y Aplicaciones Argentina

Buttazo Giorgio C. 2011 Hard real-time computing systems: predictable scheduling algorithms and applications-

USA Springer

· Libros (Bibliografía Complementaria)

Refer. Apellido/s Nombre/s Año Edición Título de la Obra Capítulo/ Tomo /

Pag. Lugar de Edición Editorial Unidad Bibliotec

UA SIUNPA Otro

Liu Jane W. 2000 Real-Time Systems USA Prentice Hall

Butenhof David R. 1997 Programming with POSIX Threads USA Addison-Wesley

· Artículos de Revistas

Apellido/s Nombre/s Título del Artículo Título de la Revista Tomo/Volumen/ Pág. Fecha Unidad Bibliotec

UA SIUNPA Otro

· Recursos en Internet

Autor/es Apellido/s Autor/es Nombre/s Título Datos adicionales Disponibilidad / Dirección electrónica · Otros Materiales





VISADO

PFG/Escuela Secretaría Académica Vicedecanato

Fecha:

Fecha: Fecha:

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13- VIGENCIA DEL PROGRAMA

AÑO Firma Profesor Responsable Aclaración Firma 2021 Ing. Jorge Ceferino Valdez

14- Observaciones El presente programa se considera un documento que, a modo de "contrato pedagógico", relaciona a los protagonistas del proceso de enseñanza-aprendizaje y constituye un acuerdo entre la Universidad y el Alumno. Los cuatrimestres tienen como mínimo una duración de 15 semanas. i Si el espacio curricular está implementado en una modalidad diferente de teóricos y prácticos, tildar en Otros y

consignar esta característica en observaciones ii Si el espacio curricular está implementado en una modalidad consignada por Otros y no pueden ser

discriminados los miembros del equipo, incluirlos todos en la columna de teóricas y consignar esta característica en observaciones. En R/I se debe registrar si el docente es Responsable o Integrante. El Responsable del espacio curricular debe estar registrado en la columna de la Teoría. El responsable del espacio curricular no puede estar únicamente en la Práctica.

Documents

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