Um modelo de suporte de QoS para aplicações de tempo real

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológco. Programa de Pos-Graduação em Engenharia Elétrica.Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo computacional para possibilitar que a arquitetura SALE possa atender as necessidades de tempo real das empresas virtuais. O modelo foi desenvolvido com a utilização das especificações do RT-CORBA (uma extensão do padrão CORBA para tempo real) para a definição de alguns componentes de sua estrutura, assim como a utilização de especificações de QoS para capturar as necessidades do usuário. Incluído na estrutura do modelo, foi desenvolvida uma heurística para adaptação de deadlines perdidos, que é baseada na diminuição do deadline de uma tarefa por um coeficiente de ajuste a fim de aumentar a prioridade desta, fazendo desta forma, com que a freqüência de escalonamento das tarefas seja elevada. Como validação da proposta foram feitas simulações de uso do modelo em um simulador já existente, que foi adaptado para o correto uso, onde um número de tarefas periódicas eram preestabelecidas e tentavam executar respeitando seus deadlines em um servidor. Os resultados obtidos com estas simulações mostraram que a heurística de adaptação de deadline proposta no modelo, quando analisa em seu desempenho individual de atuação sobre uma tarefa específica, atinge resultados satisfatórios, visto que superou a abordagem utilizada para comparação (escalonamento EDF) com rendimentos mais expressivos

Transient force atomic force microscopy: systems approaches to emerging applications

In existing dynamic mode operation of Atomic Force Microscopes (AFMs) steady-state signals like amplitude and phase are used for detection and imaging of material. Due to the high quality factor of the cantilever probe the corresponding methods are inherently slow. In this dissertation, a novel methodology for fast interrogation of material that exploits the transient part of the cantilever motion is developed. This method effectively addresses the perceived fundamental limitation on bandwidth due to high quality factors. It is particularly suited for the detection of small time scale tip-sample interactions. Analysis and experiments show that the method results in significant increase in bandwidth and resolution as compared to the steady-state-based methods;In atomic force microscopy, bandwidth or resolution can be affected by active quality factor (Q) control. However, in existing methods the trade off between resolution and bandwidth remains inherent. Observer based Q control method provides greater flexibility in managing the tradeoff between resolution and bandwidth during imaging. It also facilitates theoretical analysis lacking in existing methods;In this dissertation we develop a method for exact constructive controllability of quantum-mechanical systems. The method has three steps, first a path from the initial state to the final state is determined and intermediate points chosen such that any two consecutive points are close, next small sinusoidal control signals are used to drive the system between the points, and finally quantum measurement technique is used to exactly achieve the desired state. The methodology is demonstrated for the control of spin-half particles in a Stern-Gerlach setting;In this dissertation, a novel closed-loop real-time scheduling algorithm is developed based on dynamic estimation of execution time of tasks based on both deadline miss ratio and task rejection ratio in the system. This approach is highly preferable for firm/soft real-time systems since it provides a firm performance guarantee in terms of high guarantee ratio. Proportional-integral controller and H-infinity controller are designed for closed loop scheduling. Simulation studies showed that closed-loop dynamic scheduling offers a better performance over the openloop scheduling under all the practical conditions