Idő-hasznossági függvény
A TUF/UA paradigma eredetileg különböző katonai alkalmazások bizonyos időbeliség- és alkalmazási QoS-alapú ütemezési igényeinek kielégítésére jött létre, amelyek esetében a hagyományos valós idejű koncepciók és gyakorlatok nem elég kifejezőek (pl. határidőkkel nem rendelkező, időbeliség-kritikus rendszerek esetében) és nem elég rugalmasak (pl. rutinszerű túlterhelésnek kitett rendszerek esetében). Az ilyen alkalmazások egy példaosztálya a ballisztikus rakétavédelem (elméletileg).
A tudományos irodalomban ezt követően az eredeti TUF modell, a TUF/UA paradigma rendszermodelljének és így az ütemezési technikáknak számos variációját tanulmányozták – pl.,
Az utóbbiakra néhány példa: kiber-fizikai rendszerek, mesterséges intelligencia, többrobotos rendszerek, drónok ütemezése, autonóm robotok, intelligens jármű-felhő adatátvitel, ipari folyamatirányítás, tranzakciós rendszerek, nagy teljesítményű számítástechnika, felhőrendszerek, heterogén klaszterek, szolgáltatásorientált számítástechnika, hálózatépítés, valós és virtuális gépek memóriakezelése. Clark doktori értekezésének bevezetőjében egy acélgyári példát ismertetünk röviden. A paradigma bármely kereskedelmi vagy katonai példányára vonatkozó információ nyilvánosan nem hozzáférhető (védett, illetve titkos).
A TUF-ok és azok hasznossági értelmezései (szemantikája), skálái és értékei a szakterület-specifikus tárgyi tudásból származnak. A hasznosság történelmileg gyakori értelmezése a cselekvések relatív fontossága. Kidolgoztak egy keretrendszert a statikus hasznossági értékek á priori hozzárendelésére a rendszermodellekre vonatkozó erős korlátozások mellett, de a későbbi (akárcsak a korábbi) TUF/UA kutatások és fejlesztések inkább az alkalmazásspecifikusság kihasználására támaszkodtak ahelyett, hogy általánosabb keretrendszerek létrehozására tettek volna kísérletet. Az ilyen keretek és eszközök azonban továbbra is fontos kutatási téma maradnak.
A hagyományos konvenció szerint a TUF egy konkáv függvény, beleértve a lineárisakat is. Lásd néhány példa TUF ábrázolását.
A kutatási irodalomban található TUF/UA munkák kevés kivételtől eltekintve, pl. csak lineáris vagy darabonként lineáris (beleértve a hagyományos határidő-alapú) TUF-okra vonatkoznak, mivel ezeket könnyebb specifikálni és ütemezni. Sok esetben a TUF-ok csak monoton csökkenőek.
A konstans függvény egy cselekvés hasznosságát reprezentálja, amely nem függ a cselekvés befejezési idejétől – például a cselekvés állandó relatív fontossága. Ez lehetővé teszi mind az időfüggő, mind az időfüggetlen akciók koherens ütemezését.
Egy TUF-nak van egy globális kritikus ideje, amely után a hasznossága nem növekszik. Ha egy TUF soha nem csökken, akkor a globális kritikus ideje az első olyan időpont, amikor a maximális hasznosságát eléri. Egy állandó TUF-nak van egy tetszőleges kritikus ideje az ütemezés szempontjából – például a művelet feloldási ideje vagy a TUF befejezési ideje. A globális kritikus időpontot helyi kritikus időpontok követhetik – gondoljunk például egy olyan TUF-ra, amelynek lefelé irányuló lépések sorozata van, esetleg egy sima lefelé irányuló görbe közelítésére.
A TUF hasznossági értékei általában egész vagy racionális számok.
A TUF hasznosság negatív értékeket is tartalmazhat. (Egy olyan TUF, amelynek tartományában negatív értékek vannak, nem feltétlenül esik ki az ütemezési megfontolásból vagy szakad meg működése során – ez a döntés az ütemezési algoritmustól függ.)
A TUF-ként ábrázolt hagyományos határidő (d) egy speciális eset – egy lefelé haladó lépéses TUF, amelynek egységnyi büntetése van (azaz, a kritikus idő előtt 1, a kritikus idő után pedig 0 hasznossági értékkel rendelkezik).
Általánosabban, a TUF lehetővé teszi, hogy a lefelé (és felfelé) lépcsős függvényeknek bármilyen kritikus idő előtti és utáni hasznosságuk legyen.
A TUF-ként ábrázolt késés egy speciális eset, amelynek nem nulla hasznossága a C – d lineáris függvény, ahol C a művelet befejezési ideje – akár aktuális, várható vagy vélt. Általánosabban, a TUF lehetővé teszi, hogy a nem nulla koraiság és késés nem lineáris legyen – például a növekvő késés nem lineárisan csökkenő hasznosságot eredményezhet, például egy fenyegetés észlelésekor.
A TUF-ok tehát a valós idejű számítástechnikában a hagyományos cselekvés befejezési időkorlátok gazdag általánosítását jelentik.
Alternatívaként a TUF/UA paradigma alkalmazható arra, hogy a globális kritikus időhöz viszonyított időszerűséget eszközként használjuk a haszongyarapodási cél eléréséhez – azaz,
A TUF (alakja és értékei) dinamikusan adaptálható egy alkalmazás vagy annak működési környezete által, függetlenül az aktuálisan várakozó vagy működő akcióktól.
Ezek az adaptációk általában diszkrét eseményeknél történnek – pl,
Egy másik lehetőség, hogy ezek az adaptációk folyamatosan történnek, például olyan akciók esetében, amelyek működési időtartama és TUF-jai alkalmazásspecifikus függvényei annak, hogy az adott akciókat mikor engedik el vagy mikor kezdik meg a működést. A működési időtartamok növekedhetnek vagy csökkenhetnek, vagy mindkettő, és lehetnek nem monotonak. Ezt a folyamatos esetet időfüggő ütemezésnek nevezzük. Az időfüggő ütemezést bizonyos valós idejű katonai alkalmazásokban vezették be (de nem kizárólagosan), mint például a radarkövető rendszereknél.