Técnicas y extensiones para Java de tiempo real distribuido

• Autores: Pablo Basanta Val
• Directores de la Tesis: María de la Soledad García Valls (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Carlos III de Madrid ( España ) en 2007
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Carlos Delgado Kloos (presid.), Natividad Martínez Madrid (secret.), Ricardo Sanz Bravo (voc.), Alejandro Alonso Muñoz (voc.), Juan Antonio Vila Carbó (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología de las telecomunicaciones
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: e-Archivo
• Resumen

  • Al igual que las aplicaciones de propósito general, las de tiempo real no hacen más que aumentar en complejidad, forzando a que se estén explorando nuevas vías tecnológicas no consideradas previamente, como puede ser el empleo del lenguaje de propósito general Java para tales propósitos. En ese camino y a día de hoy, ya existen soluciones maduras que permiten el desarrollo de sistemas centralizados haciendo uso del lenguaje de programación Java, pero en el dominio de los sistemas distribuidos de tiempo real se sigue careciendo de soluciones que integren dichos lenguajes con los paradigmas de distribución de los diferentes middlewares de distribución. En esta tesis se aborda dicha cuestión mediante una aproximación basada en la extensión de tecnologías ya existentes. Se propone un modelo computacional que está dotado de cierto grado de independencia de la tecnología de implementación, pero que a la vez está dotado de ciertas abstracciones como son el soporte para la recolección distribuida de basura o un servicio de nombres, propias del modelo de distribución Java RMI (Remote Method Invocation), y de otras como es la posibilidad de utilizar mecanismos de comunicación asíncronos, de utilidad en el desarrollo de muchos sistemas de tiempo real. Fijado un modelo, se proponen extensiones para el desarrollo de aplicaciones distribuidas de tiempo real basadas en el paradigma de distribución de la tecnología RMI y en la extensión de tiempo real RTSJ (Real Time Specification for Java), estableciéndose relaciones con otras aproximaciones ya existentes en el estado del arte. También se proponen una serie de extensiones al lenguaje RTSJ (al modelo de regiones, al de referencias y al de entidades concurrentes) que facilitan el desarrollo tanto de aplicaciones centralizadas como distribuidas de tiempo real. Y por último, se realiza una validación empírica en la que se verifica experimentalmente que el control de las prioridades de ejecución en el servidor, los modelos de gestión de memoria basados en regiones, el control del establecimiento de las conexiones, la inclusión de mecanismos de comunicación remota asíncronos, o incluso el tipo de datos intercambiados entre el cliente y el servidor durante la invocación remota, son capaces de influir significativamente en los tiempos de las aplicaciones Java de tiempo real distribuido. ____________________________________________ Like general purpose applications, the real-time ones are constantly increasing in complexity; this requires the exploration of new technological alternatives not previously considered, as it could be the use of the general-purpose and trendy development languages such as Java. Up to now, there are some fairly mature solutions for real-time Java; however, the area of distributed real-time systems still lacks similar support, thus requiring an extraordinary effort in order to integrate the current centralized real-time Java languages with the traditional middleware distribution paradigms. This thesis address this problem by giving an approach based on the extensions inspired in already existing technologies. This work proposes a computation model that offers technological independence; at the same time, it provides a set of impor- tant abstractions such as support for a distributed garbage collection and a naming service, more related to the RMI (Remote Method Invocation) model, and other contributions like the possibility of using asynchronous remote invocations which are useful in the development of many real-time systems. Moreover, this work also proposes programming interfaces for this computation model; these interfaces are based on the RMI (Remote Method Invocation) and the RTSJ (Real-time Specification for Java) technologies, that are compared with other ones of the current state-of-the-art. Also, in the context of the RTSJ, a set of three extensions (one for the region model, another for the reference model and a last one for the concurrent entity model) are proposed to simplify the development of both, centralized and distributed real-time applications. Eventually, an empirical validation is presented in order to experimentally observe that the control of the execution priority at the server, the region-based memory management techniques, the use of pre-established connections or even the type of data exchanged between a client and a server, may influence significantly in the response time of the distributed real-time Java applications.