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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/42185
Registro completo de metadados
Campo DCValorIdioma
dc.creatorAndrade, Tadeu Nogueira Costa de-
dc.date.accessioned2025-05-30T10:47:33Z-
dc.date.available2025-05-30T10:47:33Z-
dc.date.issued2025-03-27-
dc.identifier.citationANDRADE, Tadeu Nogueira Costa de. Métodos estatísticos e de inteligência computacional para análise temporal em sistemas de tempo real. 2025. 148 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Instituto de Computação, Universidade Federal da Bahia, Salvador (Bahia), 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufba.br/handle/ri/42185-
dc.description.abstractReal-time systems (RTS) are composed of a set of tasks (code segments) that are recurrently launched to be executed and must meet deadlines. Designing such a system in a provably correct manner requires information about the worst-case execution time (WCET) for each of its tasks. However, estimating the WCET is becoming increasingly challenging due to the high complexity of hardware and software in modern platforms. This has motivated the use of techniques to derive the probabilistic worst-case execution time (pWCET). Most existing approaches rely on measuring the execution time of system tasks on the target platform. As measurements are taken during the design time, collected samples may lead to unreliable estimates (due to possible measurement bias) or non-representative ones (due to difficulties in reproducing operational conditions). The need to make samples compatible with the assumptions of statistical modeling is an additional source of difficulty. Given the complexities presented, two studies with distinct objectives were developed. In the first study, a representation of execution time is performed based on hardware events, considering different computational intelligence tools. Specifically, for a program under analysis, it is shown that the execution time T(n) per number n of executed instructions can be correlated with occurrences of hardwarerelated events. In the second study, a new approach for Measurement-Based Probabilistic Timing Analysis (MBPTA) is presented. Unlike the usual MBPTA, which considers only T(n) as the variable of interest, this new approach incorporates a variable of interest that considers both T(n) and n. Using tuples (n, T(n)) for different values of n allows for exploring multiple execution paths. Additionally, this new approach allows the set of measurements to be evaluated and improved. For this purpose, deep neural networks (DNN) were employed. Since the measurements are considered representative, it is possible to estimate probabilistic bounds on the execution time. Experimental results indicate a difference of up to 30% between the estimates obtained using samples refined by the proposed approach and those obtained using non-refined samples. The approaches are evaluated considering different hardware and program models, and the results obtained demonstrate effectiveness in the proposed studies.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal da Bahiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectTempo de execução de pior casopt_BR
dc.subjectInteligência computacionalpt_BR
dc.subjectAnálise estatísticapt_BR
dc.subjectArquitetura multinúcleopt_BR
dc.subject.otherWorst case execution timept_BR
dc.subject.otherComputational intelligencept_BR
dc.subject.otherStatistical analysispt_BR
dc.subject.otherMulticore architecturept_BR
dc.titleMétodos estatísticos e de inteligência computacional para análise temporal em sistemas de tempo real.pt_BR
dc.title.alternativeStatistical and computational intelligence methods for temporal analysis in real-time systems.pt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação (PGCOMP) pt_BR
dc.publisher.initialsUFBApt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOpt_BR
dc.contributor.advisor1Lima, George Marconi de Araújo-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-8468-5224pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5391801774050611pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Lima, Verônica Maria Cadena-
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0003-2714-4525pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0186120040412904pt_BR
dc.contributor.referee1Lima, George Marconi de Araújo-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-8468-5224pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5391801774050611pt_BR
dc.contributor.referee2Bletsas, Konstantinos-
dc.contributor.referee2Latteshttps://cister-labs.pt/people/konstantinos_bletsas/pt_BR
dc.contributor.referee3Gracioli, Giovani-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-9747-2386pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/1424232354270881pt_BR
dc.contributor.referee4Freitas, Allan Edgard Silva-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0003-2503-3100pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/2901867166038988pt_BR
dc.contributor.referee5Peixoto, Maycon Leone Maciel-
dc.contributor.referee5IDhttps://orcid.org/0000-0002-4851-5228pt_BR
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/5003713680310544pt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0002-5981-2981pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5227463730344712pt_BR
dc.description.resumoSistemas em tempo real (RTS) são compostos por um conjunto de tarefas (trechos de código) sendo lançadas recorrentemente para serem executadas e devem cumprir prazos. Projetar um sistema desse tipo de forma comprovadamente correta requer informações sobre o tempo de execução no pior caso (WCET) para cada uma de suas tarefas. No entanto, estimar o WCET está se tornando cada vez mais difícil devido à alta complexidade de hardware e software presentes nas plataformas modernas atuais. Isso tem motivado o uso de técnicas para derivar o tempo de execução probabilístico no pior caso (pWCET). A maioria das abordagens existentes se baseia em medir o tempo de execução das tarefas do sistema na plataforma alvo. Como as medições são realizadas durante o tempo de projeto, as amostras coletadas podem levar a estimativas não confiáveis (devido a um possível viés de medição) ou não representativas (devido às dificuldades na reprodução das condições operacionais). A necessidade de tornar as amostras compatíveis com as suposições da modelagem estatística é uma fonte adicional de dificuldade. Dadas as complexidades apresentadas, foram desenvolvidos dois estudos com objetivos distintos. No primeiro estudo, uma representação do tempo de execução é realizada com base em eventos de hardware, considerando diferentes ferramentas de inteligência computacional. Mais especificamente, para um programa sob análise, é mostrado que o tempo de execução T (n) por número n de instruções executadas pode ser correlacionado com ocorrências de eventos relacionados ao hardware. No segundo estudo, uma nova abordagem para análise temporal probabilística baseada em medição (MBPTA) é apresentada. Ao contrário de MBPTA usual, que considera apenas T (n) como a variável de interesse, essa nova abordagem incorpora uma variável de interesse que considera tanto T (n) quanto n. Utilizar tuplas (n, T (n)) para diferentes valores de n possibilita explorar múltiplos caminhos de execução. Além disso, essa nova abordagem permite que o conjunto de medições seja avaliado e aprimorado. Para esse propósito, redes neurais profundas (DNN) são empregadas. Uma vez que as medições são consideradas representativas, é possível estimar limites probabilísticos do tempo de execução. Resultados experimentais indicam uma diferença de até 30% entre as estimativas obtidas com amostras aprimoradas pela abordagem proposta e as amostras não aprimoradas. As abordagens são avaliadas considerando diferentes modelos de arquiteturas e programas, e os resultados obtidos demonstram eficácia nos estudos propostos.pt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Computação - ICpt_BR
dc.type.degreeDoutoradopt_BR
Aparece nas coleções:Tese (PGCOMP)

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