Funkcja użyteczności czasowej
Paradygmat TUF/UA został pierwotnie stworzony w celu zaspokojenia pewnych potrzeb w zakresie harmonogramowania opartego na terminowości i QoS aplikacji w różnych zastosowaniach wojskowych, dla których tradycyjne koncepcje i praktyki czasu rzeczywistego nie są wystarczająco wyraziste (np. dla systemów krytycznych pod względem terminowości, które nie mają terminów) i odporne (np. dla systemów podlegających rutynowym przeciążeniom). Przykładową klasą takich zastosowań jest obrona przed pociskami balistycznymi (notionally).
Subsequently, numerous variations on the original TUF model, the TUF/UA paradigm’s system model, and thus scheduling techniques, have been studied in the academic literature-e.g.,
Niektóre przykłady tych ostatnich obejmują: systemy cyber-fizyczne, AI, systemy wielorobotowe, planowanie dronów, autonomiczne roboty, inteligentne transfery danych z pojazdów do chmury, sterowanie procesami przemysłowymi, systemy transakcyjne, obliczenia o wysokiej wydajności, systemy chmurowe, heterogeniczne klastry, obliczenia zorientowane na usługi, sieci i zarządzanie pamięcią dla maszyn rzeczywistych i wirtualnych. Przykład huty stali jest krótko opisany we wstępie pracy doktorskiej Clarka. Informacje o komercyjnych lub wojskowych instancjach paradygmatu mogą być publicznie niedostępne (odpowiednio zastrzeżone lub niejawne).
TUF i ich interpretacje użyteczności (semantyka), skale i wartości pochodzą z wiedzy przedmiotowej specyficznej dla danej dziedziny. Historycznie częstą interpretacją użyteczności jest względna ważność działań. Stworzono ramy dla przypisywania a priori statycznych wartości użyteczności podlegających silnym ograniczeniom modeli systemu, ale późniejsze (podobnie jak wcześniejsze) badania i rozwój TUF/UA wolały polegać na wykorzystaniu specyfiki aplikacji niż na próbach stworzenia bardziej ogólnych ram. Jednakże, takie ramy i narzędzia pozostają ważnym tematem badawczym.
Według tradycyjnej konwencji, TUF jest funkcją wklęsłą, w tym liniową. Patrz rysunek niektórych przykładowych TUF.
Prace dotyczące TUF/UA w literaturze naukowej, z nielicznymi wyjątkami, np. są tylko dla liniowych lub fragmentarycznie liniowych (w tym konwencjonalnych opartych na terminie) TUF-ów, ponieważ są one łatwiejsze do określenia i zaplanowania. W wielu przypadkach TUF-y są tylko monotonicznie malejące.
Stała funkcja reprezentuje użyteczność działania, która nie jest związana z czasem zakończenia działania- na przykład stała względna ważność działania. Pozwala to na spójne zaplanowanie zarówno działań zależnych od czasu, jak i niezależnych od czasu.
Funkcja TUF ma globalny czas krytyczny, po którym jej użyteczność nie wzrasta. Jeżeli TUF nigdy nie maleje, to jego globalny czas krytyczny jest pierwszym momentem, w którym osiągana jest jego maksymalna użyteczność. Stały TUF ma arbitralny czas krytyczny dla celów harmonogramowania – taki jak czas zwolnienia akcji, lub czas zakończenia TUF. Po globalnym czasie krytycznym mogą następować lokalne czasy krytyczne – na przykład, rozważmy TUF posiadający sekwencję kroków w dół, być może w celu przybliżenia gładkiej krzywej w dół.
Wartości użyteczności TUF są zwykle liczbami całkowitymi lub racjonalnymi.
Użyteczność TUF może zawierać wartości ujemne. (TUF, który ma wartości ujemne w swoim zakresie niekoniecznie jest odrzucany z rozważań nad harmonogramem lub przerywany w trakcie działania – ta decyzja zależy od algorytmu harmonogramowania.)
Konwencjonalny termin (d) reprezentowany jako TUF jest szczególnym przypadkiem – TUF z krokiem w dół, posiadający karę jednostkową (tj, ma wartości użyteczności 1 przed i 0 po swoim czasie krytycznym).
Bardziej ogólnie, TUF pozwala, aby funkcje krokowe w dół (i w górę) miały dowolne użyteczności przed i po czasie krytycznym.
Opóźnienie reprezentowane jako TUF jest szczególnym przypadkiem, którego niezerowa użyteczność jest funkcją liniową C – d, gdzie C jest czasem zakończenia działania – bieżącym, oczekiwanym lub przewidywanym. Bardziej ogólnie, TUF pozwala niezerowej wczesności i spóźnieniu być nieliniowym – np. rosnące spóźnienie może skutkować nieliniowo malejącą użytecznością, jak w przypadku wykrywania zagrożenia.
Tak więc, TUFy zapewniają bogate uogólnienie tradycyjnych ograniczeń czasu zakończenia działania w obliczeniach czasu rzeczywistego.
A TUF (jego kształt i wartości) może być dynamicznie dostosowywany przez aplikację lub jej środowisko operacyjne, niezależnie od działań aktualnie oczekujących lub działających.
Takie dostosowania zwykle występują w dyskretnych zdarzeniach – np, przy zmianie trybu aplikacji, takie jak dla faz lotu pocisku balistycznego.
Alternatywnie, te adaptacje mogą występować w sposób ciągły, takie jak dla działań, których czasy operacyjne i TUF są specyficzne dla aplikacji funkcje, kiedy te działania są albo zwolniony lub rozpocząć działanie. Czasy trwania operacji mogą rosnąć lub maleć lub oba, i mogą być niemonotoniczne. Ten ciągły przypadek nazywany jest harmonogramowaniem zależnym od czasu. Harmonogramowanie zależne od czasu zostało wprowadzone dla (ale nie jest ograniczone do) pewnych zastosowań wojskowych w czasie rzeczywistym, takich jak systemy śledzenia radarów.
.