Time-utility function
TUF/UA-paradigmet skapades ursprungligen för att tillgodose vissa tids- och kvalitetsbaserade schemaläggningsbehov för olika militära tillämpningar för vilka traditionella realtidskoncept och metoder inte är tillräckligt uttrycksfulla (t.ex. för tidskritiska system som inte har några tidsfrister) och motståndskraftiga (t.ex. för system som utsätts för rutinmässig överbelastning). Ett exempel på sådana tillämpningar är ballistiskt missilförsvar (teoretiskt sett).
Sedan dess har många variationer av den ursprungliga TUF-modellen, TUF/UA-paradigmets systemmodell och därmed schemaläggningstekniker studerats i den akademiska litteraturen, t.ex,
Några exempel på det senare är: cyberfysiska system, AI, system med flera robotar, schemaläggning av drönare, autonoma robotar, dataöverföring från intelligenta fordon till molnet, industriell processtyrning, transaktionssystem, högpresterande databehandling, molnsystem, heterogena kluster, tjänsteinriktad databehandling, nätverk och minneshantering för verkliga och virtuella maskiner. Ett exempel på ett stålverk beskrivs kortfattat i inledningen till Clarks doktorsavhandling. Information om eventuella kommersiella eller militära exempel på paradigmet kan vara offentligt otillgänglig (proprietär respektive hemligstämplad).
TUF:er och deras nyttotolkningar (semantik), skalor och värden härleds från domänspecifik ämneskunskap. En historiskt sett ofta förekommande tolkning av nytta är handlingars relativa betydelse. En ram för att á priori tilldela statiska nyttovärden med starka begränsningar för systemmodeller har utarbetats, men efterföljande (liksom tidigare) TUF/UA-forskning och -utveckling har föredragit att förlita sig på att utnyttja tillämpningsspecifika egenskaper snarare än att försöka skapa mer generella ramar. Sådana ramar och verktyg förblir dock ett viktigt forskningsämne.
Enligt traditionell konvention är en TUF en konkav funktion, inklusive linjära funktioner. Se avbildningen av några exempel på TUF:er.
TUF/UA-handlingar i forskningslitteraturen gäller med några få undantag, t.ex. endast antingen linjära eller styckevis linjära (inklusive konventionella tidsfristbaserade) TUF:er, eftersom de är lättare att specificera och schemalägga. I många fall är TUF:erna endast monotont avtagande.
En konstant funktion representerar en åtgärds nytta som inte är relaterad till åtgärdens sluttid – t.ex. åtgärdens konstanta relativa betydelse. Detta gör det möjligt att schemalägga både tidsberoende och tidsoberoende åtgärder på ett sammanhängande sätt.
En TUF har en global kritisk tid, efter vilken dess nytta inte ökar. Om en TUF aldrig minskar, är dess globala kritiska tidpunkt den första tidpunkt då dess maximala nytta uppnås. En konstant TUF har en godtycklig kritisk tid för schemaläggning – t.ex. åtgärdens utlösningstid eller TUF:s avslutningstid. Den globala kritiska tiden kan följas av lokala kritiska tider – tänk till exempel på en TUF med en sekvens av nedåtgående steg, kanske för att approximera en jämn nedåtgående kurva.
TUF-nyttovärden är vanligen antingen heltal eller rationella tal.
TUF-nyttovärden kan inkludera negativa värden. (En TUF som har negativa värden i sitt intervall tas inte nödvändigtvis bort från överväganden om schemaläggning eller avbryts under sin verksamhet – det beslutet beror på schemaläggningsalgoritmen.)
En konventionell tidsfrist (d) som representeras som en TUF är ett specialfall – en TUF med nedåtgående steg som har ett enhetsstraff (dvs,
Mer generellt sett tillåter en TUF att nedåtriktade (och uppåtriktade) stegfunktioner har alla slags nyttovärden före och efter den kritiska tiden.
Sentlighet som representeras som en TUF är ett specialfall vars nyttovärde som inte är noll är den linjära funktionen C – d, där C är åtgärdens färdigställelsetid – antingen den nuvarande, den förväntade eller den trodde. Mer allmänt kan en TUF tillåta att tidighet och försening som inte är noll är icke-linjära – t.ex. kan ökad försening resultera i icke-linjärt minskande nytta, t.ex. vid upptäckt av ett hot.
Därigenom ger TUF:er en rik generalisering av de traditionella tidsbegränsningarna för slutförandet av en åtgärd i realtidsberäkningar.
Alternativt kan TUF/UA-paradigmet användas för att använda punktlighet i förhållande till den globala kritiska tiden som ett medel för att uppnå ett nyttotillväxtmål, dvs, Tjänstekvalitet (QoS) på applikationsnivå – i stället för att aktualitet i sig är ett mål i sig självt (se nedan).
En TUF (dess form och värden) kan dynamiskt anpassas av en applikation eller dess driftsmiljö, oberoende av vilka åtgärder som för närvarande antingen väntar eller är i drift.
Dessa anpassningar sker vanligen vid diskreta händelser – t.ex, vid en ändring av applikationsläge, t.ex. för flygfaser för ballistiska missiler.
Alternativt kan dessa anpassningar ske kontinuerligt, t.ex. för åtgärder vars operativa varaktighet och TUF:er är applikationsspecifika funktioner av när dessa åtgärder antingen frigörs eller börjar fungera. Driftstiden kan öka eller minska eller båda, och kan vara icke-monotonisk. Detta kontinuerliga fall kallas tidsberoende schemaläggning. Tidsberoende schemaläggning infördes för (men är inte begränsad till) vissa militära tillämpningar i realtid, t.ex. radarspårningssystem.