Sistem Waktu Nyata Real Time Sistem Pendahuluan Definisi

Sistem Waktu Nyata Real Time Sistem Pendahuluan

Definisi Sistem • Terdiri dari sekumpulan komponen dan elemen yang digabungkan untuk mencapai tujuan bersama. • Sistem terdiri dari komponen perangkat keras dan perangkat lunak yang digabungkan melalui suatu antarmuka yang jelas. • Komponen meliputi: • Perangkat keras: sensor, keypads, display, chip komunikasi • Perangkat lunak: proses bersamaan, objek dan lain-lain.

Definisi Real Time System ( Sistem Waktu Nyata) • Kata Real Time pertama kali diterapkan pada penggunaan proses simulasi • Sistem yang harus menghasilkan kondisi pengoperasian dari suatu system perangkat keras dan perangkat lunak yang dibatasi oleh rentang waktu dan memiliki tenggat waktu (deadline) yang jelas. • Jika melewati batas waktu tersebut, maka terjadi penurunan kinerja atau kegagalan sistem. • Sebuah Real Time System/ Sistem Waktu Nyata adalah sistem yang kebenarannya secara logis didasarkan pada kebenaran hasil-hasil keluaran sistem dan ketepatan waktu hasil-hasil tersebut dikeluarkan.

Konsep SWN • SWN harus memberikan pelayanan berbasiskan waktu • Tidak harus cepat TAPI harus sesuai deadline konsekuensi serius harus siap ditanggung. • Bug / kesalahan dalam SWN umumnya sulit atau mahal diperbaiki. • Sistem yang cepat waktu bukan merupakan tujuan dari Real Time, tetapi merupakan suatu persyaratan agar sistem tersebut bisa mengerjakan tugas-tugas dengan cepat sesuai batasan waktu yang telah ditetapkan.

Contoh Sistem Waktu Nyata • Proses pengambilan uang pada ATM • Proses login atau pendaftaran online • Proses pengenalan sidik jari pada absensi • Proses perekaman suara • Sistem pendeteksian dan alarm • Sistem pengiriman data transmisi (TV, Telepon) • Proses isi ulang pulsa 5

Pendahuluan Mempelajari : • Definisi Sistem Waktu Nyata (SWN) Proses pengambilan uang pada ATM • Pengembangan SWN • Aplikasi Waktu Nyata • Karakteristik SWN • Hardware dan Software Proses login atau pendaftaran online • Masa depan SWN Proses isi ulang pulsa

Contoh : Anti-Lock Brake System (ABS) • Pompa rem untuk mengurangi efek “meluncur” /slip saat pengereman • Menyediakan keamanan real-time

Evolusi Sistem Real-Time

Klasifikasi Sistem Waktu Nyata (2) • Sistem Waktu Nyata diklasifikasikan menjadi : A. Clock-based Task (Cyclic, periodic = berulang-ulang) B. Event-based Task (aperiodic = dilakukan saat tertentu saja) C. Interactive Systems A. Clock-based Task • Sistem Waktu Nyata yang diukur berdasarkan konstanta waktu yaitu waktu yang diambil dari respon suatu plant/divais terhadap perubahan input atau beban. • Konstanta waktu bisa diukur dalam satuan jam untuk proses kimia atau detik untuk sistem penerbangan. • Semakin kecil konstanta waktu maka sampling rate semakin kecil 9

Klasifikasi Sistem Waktu Nyata (2) B. Event-Based Task • Sistem yang beraksi karena respon terhadap suatu kejadian (event). • Contoh menutup katup pada saat permukaan air sudah mengenai batas penuh. • Digunakan interupsi untuk memberitahukan komputer aksi yang diperlukan atau bisa juga mempergunakan pooling (komputer menanyakan (polls) pada sensor apakah perlu dilakukan aksi) 10

Klasifikasi Sistem Waktu Nyata (3) C. Interactive Systems Sistem waktu nyata yang terjadi karena adanya suatu kejadian dan waktu rata-rata dari respon kejadian ini tidak boleh melebihi waktu yang ditetapkan. Jadi merupakan gabungan antara clock-based dan eventbased hanya bedanya waktu respon setiap kejadian tidak selalu sama. Misal pengambilan uang di ATM. 11

Model SWN Sistem Waktu Nyata dapat dibedakan berdasarkan Batasan waktu: • Hard / Keras Sistem Waktu Nyata yang harus memenuhi target waktu pada setiap kesempatan Contoh : Pesawat udara, reaktor nuklir bahaya • Soft / Lunak Sistem Waktu Nyata yang tidak harus memenuhi target waktu tetapi harus memenuhi suatu nilai ketepatan yang diambil dari nilai rata-rata. Contoh : Pengambilan uang di ATM, video conference • Firm / Ketat Hampir sama dengan hard tetapi masih diberikan toleransi beberapa kali jika tidak memenuhi Batasan tersebut. Apabila melewati dari jumlah toleransi yang telah diberikan maka system akan mengalami kegagalan. Contoh : Jaringan telepon masih bisa berjalan jika jarang terjadi sinyal yang gagal mencapai tujuan, hanya sinyal telepon yang tepat waktu yang bisa diterima sistem 12

Model SWN

KARAKTERISTIK SWN(1) • Batasan waktu, artinya bahwa aplikasi harus menyelesaikan tugasnya dalam waktu yang telah dibatasi atau ditentukan. • Dapat diprediksi, artinya bahwa sistem harus bereaksi terhadap semua kemungkinan kejadian selama kejadian tersebut dapat diprediksi. • Dapat mengerjakan hal-hal yang penting saja, yang tidak penting tidak perlu dikerjakan. • Membuat processor bekerja lebih cepat, sehingga dapat ditingkatkan jumlah task yang diselesaikan.

KARAKTERISTIK SWN (2) • Struktur Internal yang dinamis, artinya dapat melakukan rekonfigurasi dinamis untuk menyesuaikan dengan kondisi lingkungan. • Bersifat reaktif, artinya dapat merespon terhadap event yang beragam yang tidak dapat diprediksi urutan waktu kedatangannya. • Konkurensi, artinya menunjang berbagai kegiatan secara simultan, aspek komunikasi, interrupt handling dan locking menjadi bagian dalam penyelesaian masalah konkurensi ini. • Terdistribusi, artinya memungkinkan untuk melakukan komputasi bersamaan di beberapa tempat untuk menyelesaikan satu fungsi umum.

Usaha Untuk Membuat SWN • • Software yang di hardwarekan Seleksi atau Sorting Heuristic atau pengalaman sebelumnya Sampling Preprocessing Scheduling Parallelism Data Compression

Sifat utama yang diinginkan dari SWN (1) • Ketepatan waktu: tidak hanya keluaran tapi juga saat diproduksi • Kokoh: tidak boleh runtuh saat tunduk pada beban puncak, pengecualian, kelola semua kemungkinan skenario • Toleransi kesalahan: kegagalan perangkat keras dan perangkat lunak seharusnya tidak menyebabkan sistem macet • Dapat Diperkirakan : mampu memprediksi konsekuensi masa depan (dalam kaitannya dengan waktu) tindakan saat ini • Maintainability: struktur modular untuk memudahkan modifikasi sistem • Testability: mudah untuk menguji apakah sistem dapat memenuhi semua tenggat waktu

IMPLEMENTASI SWN • Dalam implementasi SWN yang berhubungan dengan hardware terdapat : • Sensor : Mengumpulkan data dari lingkungan sistem, merubah besaran fisis menjadi besaran listrik • Aktuator : Merubah (dengan berbagai cara) lingkungan sistem • Efektor : Respon terhadap lingkungan.

IMPLEMENTASI SWN Tsunamsi Detection

IMPLEMENTASI SWN Reaktor Nuklir

IMPLEMENTASI SWN GPS

Bagaimana cara mencapai SWN (faktor waktu) • Bagaimana kita bisa menjamin bahwa sistem kita memenuhi persyaratan waktu? • Banyak hal yang perlu diperhatikan, tapi berikut ini beberapa istilah yang paling berguna yang terkait dengan jawabannya • Scheduling (Penjadwalan) • Concurrency (Bersamaan) • Synchronization (Penyesuaian)

Tantangan Masa Depan Berbagai tantangan telah dibahas di beberapa makalah di SWN dan daftar ini tidak mencakup semuanya. • Respons dan reaktivitas realtime yang presisi • Toleransi-kesalahan dalam persyaratan waktu yang ketat • Maintainability (memelihara/mempertahankan) • Kemampuan pengujian di bawah tekanan kompetitif