Time-utility function
TUF/UA-paradigmet blev oprindeligt skabt for at imødekomme visse tids- og anvendelseskvalitetsbaserede planlægningsbehov i forskellige militære applikationer, hvor traditionelle realtidskoncepter og -praksis ikke er tilstrækkeligt udtryksfulde (f.eks. for rettidskritiske systemer uden tidsfrister) og modstandsdygtige (f.eks. for systemer, der udsættes for rutinemæssige overbelastninger). Et eksempel på en klasse af sådanne applikationer er ballistisk missilforsvar (teoretisk set).
Der er efterfølgende blevet undersøgt talrige variationer af den oprindelige TUF-model, TUF/UA-paradigmets systemmodel og dermed planlægningsteknikker i den akademiske litteratur – f.eks,-og anvendt i civile sammenhænge.
Nogle eksempler på sidstnævnte omfatter: cyberfysiske systemer, AI, multirobot-systemer, planlægning af droner, autonome robotter, intelligente dataoverførsler fra køretøjer til skyen, industriel processtyring, transaktionssystemer, højtydende databehandling, cloud-systemer, heterogene klynger, serviceorienteret databehandling, netværk og hukommelsesstyring for reelle og virtuelle maskiner. Et eksempel på et stålværk er kort beskrevet i indledningen til Clarks ph.d.-afhandling. Oplysninger om eventuelle kommercielle eller militære forekomster af paradigmet kan være offentligt utilgængelige (henholdsvis proprietære eller klassificerede).
TUF’er og deres nyttefortolkninger (semantik), skalaer og værdier er afledt af domænespecifik faglig viden. En historisk set hyppig fortolkning af nytteværdi er handlingers relative betydning. Der er blevet udarbejdet en ramme for á priori tildeling af statiske nytteværdier under stærke begrænsninger på systemmodeller, men efterfølgende (ligesom tidligere) TUF/UA-forskning og -udvikling har foretrukket at være afhængig af udnyttelsen af applikationsspecifikke forhold frem for at forsøge at skabe mere generelle rammer. Sådanne rammer og værktøjer er dog fortsat et vigtigt forskningsemne.
Med traditionel konvention er en TUF en konkav funktion, herunder lineære funktioner. Se afbildningen af nogle eksempler på TUF’er.
TUF/UA-papirer i forskningslitteraturen er med få undtagelser, f.eks. kun for enten lineære eller stykkevis lineære (herunder konventionelle deadline-baserede) TUF’er, fordi de er lettere at specificere og planlægge. I mange tilfælde er TUF’erne kun monotont faldende.
En konstant funktion repræsenterer en handlings nytteværdi, der ikke er relateret til handlingens færdiggørelsestidspunkt – f.eks. handlingens konstante relative betydning. Dette gør det muligt at planlægge både tidsafhængige og tidsuafhængige handlinger på en sammenhængende måde.
En TUF har en global kritisk tid, hvorefter dens nytteværdi ikke stiger. Hvis en TUF aldrig aftager, er dens globale kritiske tidspunkt det første tidspunkt, hvor dens maksimale nytteværdi er nået. En konstant TUF har et vilkårligt kritisk tidspunkt med henblik på planlægning – f.eks. handlingens frigørelsestidspunkt eller TUF’ens afslutningstidspunkt. Det globale kritiske tidspunkt kan efterfølges af lokale kritiske tidspunkter – tænk f.eks. på en TUF med en sekvens af nedadgående trin, måske for at tilnærme sig en jævn nedadgående kurve.
TUF-nytteværdier er normalt enten hele tal eller rationale tal.
TUF-nytte kan omfatte negative værdier. (En TUF, der har negative værdier i sit interval, bliver ikke nødvendigvis udelukket fra planlægningsovervejelser eller afbrudt undervejs – den beslutning afhænger af planlægningsalgoritmen.)
En konventionel tidsfristtid (d) repræsenteret som en TUF er et særtilfælde – en TUF med nedadgående trin med en enhedsstraf (dvs, har nytteværdierne 1 før og 0 efter det kritiske tidspunkt).
Mere generelt giver en TUF mulighed for, at nedadgående (og opadgående) trinfunktioner kan have en hvilken som helst nytteværdi før og efter det kritiske tidspunkt.
Tidighed repræsenteret som en TUF er et specialtilfælde, hvis nytteværdi, der ikke er nul, er den lineære funktion C – d, hvor C er handlingens færdiggørelsestidspunkt – enten det aktuelle, det forventede eller det forventede. Mere generelt giver en TUF mulighed for, at tidlighed og forsinkelse, der ikke er nul, kan være ikke-lineære – f.eks. kan en stigende forsinkelse resultere i en ikke-lineært faldende nytteværdi, f.eks. ved opdagelse af en trussel.
TUF’er giver således en omfattende generalisering af traditionelle begrænsninger i forhold til den tid, det tager at fuldføre en handling i realtidsberegning.
Alternativt kan TUF/UA-paradigmet anvendes til at bruge rettidighed i forhold til den globale kritiske tid som et middel til at opnå en nyttetilvækst, dvs, dvs. tjenestekvalitet (QoS) på applikationsniveau – i stedet for at rettidighed i sig selv er et mål i sig selv (se nedenfor).
En TUF (dens form og værdier) kan dynamisk tilpasses af en applikation eller dens driftsmiljø, uafhængigt af eventuelle handlinger, der i øjeblikket enten venter eller er i gang.
Disse tilpasninger sker normalt ved diskrete begivenheder – f.eks, ved en ændring af applikationstilstand, f.eks. ved faser for flyvning af ballistiske missiler.
Alternativt kan disse tilpasninger ske kontinuerligt, f.eks. for handlinger, hvis operationelle varighed og TUF’er er applikationsspecifikke funktioner af, hvornår disse handlinger enten frigives eller begynder at fungere. Driftsvarighederne kan stige eller falde eller begge dele og kan være ikke-monotone. Dette kontinuerlige tilfælde kaldes tidsafhængig planlægning. Tidsafhængig planlægning blev indført til (men er ikke begrænset til) visse militære realtidsanvendelser, f.eks. radarsporingssystemer.