نظم الزمن الحقيقي

يمكن تعريف النظام على أنه تقابل بين مجموعة مداخل و مخارج. يمكن نمذجة أي كينونة في الطبيعة على شكل نظام. النظم الحاسوبية هي نظم مكونة من برمجيات و عتاد مادي. نظام الزمن الحقيقي هو نظام يجب أن يحقق قيود صريحة (حدود محددة) على زمن الاستجابة.

تحسين جودة الخدمة لتطبيقات الزمن الحقيقي و غير الحقيقي عبر شبكة الانترنت

تُصنف الخدمات التي يطلبها المستخدمون عبر شبكة الانترنت إلى نوعين أساسيين، خدمات تعمل بالزمن الحقيقي مثل تطبيقات الفيديو و الصوت بالزمن الحقيقي و هي تستخدم بروتوكول (UDP (Unit Datagram Protocol، و خدمات أخرى تعمل بالزمن غير الحقيقي مثل تطبيقات تصفح الويب (HTTP (Hiyber Text Transfer Protocol و نقل الملفات FTP) File Transfer Protocol) و تستخدم بروتوكول TCP( Transmission Control Protocol). يتم في هذا البحث دراسة و تحليل الخوارزميات التي تحسن جودة الخدمة لمختلف هذه التطبيقات، فمن أجل تطبيقات الزمن الحقيقي يتم استخدام قواعد الرتل التي تعطي أفضلية لهذه الخدمات و تحقق أقل تأخير زمني، أما من أجل تطبيقات الزمني غير الحقيقي فيتم دراسة خوارزميات التحكم بالازدحام التي تحقق أفضل أداء لعملية النقل الموثوق بوجود الازدحام عبر شبكة الانترنت. تم استخدام برنامج المحاكاة Opnet 14.5 لمحاكاة الخدمات المختلفة عبر شبكة الانترنت، و تبين نتائج الدراسة الحصول على أقل تأخير زمني لخدمة الصوت، و تحقيق معدل إرسال عالي لتطبيق FTP بوجود ضياع للرزم في الشبكة.

تأثير التوزيع الاحتمالي لزمن الخدمة المقدم لأرتال المهام في أنظمة الزمن الحقيقي

يقدم البحث دراسة لتأثير التوزيع الاحتمالي لزمن الخدمة الذي تقدمه المخدمات للمهام المنتظرة في الرتل و ذلك في أنظمة الزمن الحقيقي التي تعتمد خوارزمية الواصل أولاً يخدم أولاً حيث تعاني المهام الواصلة في آخر الرتل من مشكلة الانتظار الطويل نسبياً.

نمذجة خوارزميات الجدولة للمهام الدورية و تحليل أدائها في أنظمة الزمن الحقيقي متعددة المعالجات

يقدم البحث نمذجة و تحليل أداء عدد من خوارزميات الجدولة في أنظمة الزمن الحقيقي متعددة المعالجات. حيث تم تحليل أداء كل من الخوارزميات الثلاث: خوارزمية الجدولة بالزمن الحرج الأقصر أولاً EDF ، و خوارزمية الجدولة بالزمن الأقل خمولاً أولاً LLF ، و خوارزمية الجدولة بالزمن الحرج أولاً عند الخمول الصفري EDZL . شملت هذه الدراسة جدولة مهام دورية ذات قيود زمنية مساوية لدورها ، و مستقلة، و قابلة للمقاطعة على عدة معالجات متطابقة . تمت مقارنة الخوارزميات الثلاث من ناحية الحمل على المعالج (مشغولية المعالجات)، و من ناحية عدد الهجرات، و عدد المقاطعات، و عدد المرات التي لم تنجح فيها هذه الخوارزميات في تحقيق الحدود الزمنية للمهام، حيث يعتبر الأخير أهم معيار من معايير عملية الجدولة في الزمن الحقيقي. كما تضمنت الدراسة جدولة مجموعات متزايدة من المهام الدورية تبدأ من 4 مهام لتصل حتى 64 مهمة ، و ذلك لدراسة تأثير ازدياد عدد المهام و المعالجات على أداء خوارزميات الجدولة، و كنتيجة يقدم البحث نقاط القوة و الضعف في أداء هذه الخوارزميات و يقترح لكل خوارزمية - حسب نقاط القوة في أدائها- نوع منظومة الزمن الحقيقي التي من الأفضل تطبيقها فيها.

طريقة مقترَحة لاختصار زمن معالجة الصور الرقمية في تطبيقات الزمن الحقيقي

هذا البحث يقدم طريقة جديدة لتقليل زمن تنفيذ برامج المعالجة, عن طريق اختصار حجم المعلومات المعالجة و لاسيما في التطبيقات التي تكون الأولوية فيها لسرعة المعالجة على المعلومات التقصيلية للصور, كأنظمة الكشف و الملاحقة.

تحسين أداء الشبكات اللاسلكية WiMax باستخدام خوارزمية موازنة الحمل

يزداد انتشار الشبكات اللاسلكية يومًا بعد يوم، و أصبحت معظم الشبكات الحالية لاسلكية نظرًا إلى سهولة تركيبها و عدم حاجتها لبنية تحتية، و هذا لايعني إلغاء دور الشبكات السلكية بل تأتي مكملة لها. و بوجود أنواع الشبكات كّلها ابتدأ من الشبكات الشخصية والمحلية (PANs and LANs) إلى الشبكات الواسعة (WAN) و لاسيما شبكة الإنترنت، أصبح توجه البحث العلمي اليوم إلى التركيز على تحسين جودة الخدمة فيها (QoS) و التفكير بدمج هذه الشبكات لتتكامل مع شبكة الإنترنت التي تعد العمود الفقري (backbone) لكل شبكة تريد تبادل المعلومات و تشاركها مع غيرها على مستوى العالم. يركز هذا البحث على تحسين جودة الخدمة في الشبكات اللاسلكية عريضة الحزمة (Broadband) التي تغطي المدن و هي WiMax ذات المعيار (IEEE 802.16e) التي تدعم الحركية (mobility) وقد تستخدم هذه الشبكة لربط المناطق البعيدة مع مراكز المدن و تسمى شبكة نقطة لنقطة(Point-to-Point) أو أنها تقوم بتغطية المدن و تسمى شبكة نقطة لعدة نقاط (Point-to-Multipoint) و تستخدم هذه الأخيرة لربط عدة شبكات لاسلكية ولاسيما المحلية ذات البنية التحتية (Wi-Fi: Wireless Fidelity) المكتظة بالمستخدمين و المسماة بالبقع الساخنة (Hotspots) , في حين يطلق على كل خلية من خلايا شبكة WiMax التي تغطي المدن بالمنطقة الساخنة (Hotzone) . قترحنا خلال بحثنا، نموذجًًا لنظام يقوم بموازنة الحمل (معدل النقل data rate ) بين المحطات القاعدية (BSs : Base Stations) لخلايا الشبكة WiMax. و يقصد بذلك تبادل الطرفيات بين المحطات القاعدية المتجاورة بهدف جعل الحمل في كل محطة قاعدية مساويًا لحمل المحطات الأخرى، و بذلك نحسن من أداء الشبكة و نزيد من عرض المجال المتاح لكل طرفية، فضلا عن زيادة عدد المستخدمين (العملاء) الممكن تخديمهم. و هذا النفع يعود على المستخدم من حيث تحسين جودة الخدمة المقدمة إليه من جهة ومن جهة أخرى يزداد ربح مزود الخدمة، ناهيك عن السمعة الجيدة التي ينالها من قبل مستخدميه، الشيء الذي يدفع مزيدًا من المستخدمين للاشتراك في هذه الشبكة دون غيرها. يمكن لنظام موازنة الحمل المقترح أن يكون نظامًا موزعًا يوضع في كل محطة قاعدية، أو نظامًا مركزيًا يوضع فقط في مخدم مركزي مستقل يتصل مع المحطات القاعدية كّلها، و توضع في هذا النظام خوارزمية موازنة الحمل التي تتألف من عدة خطوات ينفذها المتحكم الموجود في النظام المقترح، و يجب أن تكون عملية موازنة الحمل سريعة كفاية و كذلك إجرائية التسليم (Hanover procedure) بين المحطات القاعدية حتى لا تؤثر سلبًا في جودة خدمة العملاء ول اسيما الذين يقومون بتطبيقات زمن حقيقي .

دراسة و تحليل الزمن الحقيقي في أنظمة الطاقة الكهربائية

يهدف البحث إلى دراسة و تحليل الزمن الحقيقي في نظام الطاقة الكهربائية المؤلف من تجهيزات التوليد و النقل و التوزيع عن طريق إعادة توزيع الاستطاعة الفعلية للمولدات الكهربائية, بغية تقييد عمليات الإفراط في تحميل خطوط نقل الطاقة الكهربائية في الحالة التي يكون فيها حمولات المحطة الكهربائية الاحتياطية لا تغطي الأحمال الضرورية و الهامة عند العطل. تشير أغلب القوانين المتعلقة بتصميم نظم الطاقة الكهربائية إلى تناسب طردي للزمن الحقيقي لعمل تجهيزات نظام الطاقة الكهربائي مع الميزات التي تعطيها العلاقات الرياضية الناظمة لتوابع التوزيع الاحتمالية بالإضافة للطرق الإحصائية, و التي تعطي إمكانية كبيرة لدراسة و تحليل زمن التحليل الرياضي الحقيقي عند حساب الحمولات المعتبرة, و هذا ما يستتبع الوصول إلى الحلول المنشودة في الحد من الأضرار الناجمة عن الأعطال التي يمكن أن تحدث في أي وقت من الأوقات.

معوقات نقل الصوت بالزمن الحقيقي عبر شبكة الإنترنت و الحلول المقترحة دراسة حالة: التأخير الزمني

تطورت شبكة الإنترنت بشكل كبير في السـنوات الأخيـرة، و أصـبح نقـل ملفـات المعلومات ممكناً و بزمن قياسي، و أصبح من الضروري التفكير بعملية نقل الصـوت و نقل الفيديو عبر هذه الشبكة، و حتى نصل إلى عملية الوصـل المباشـر و بـالزمن الحقيقي للتوصل إلى المؤتمرات سواء الصوتية أو الفيديوية منها، و ذلك مـن أجـل تطبيقات عدة من أهمها استخدامها في الـتعلم عـن بعـد، و إقامـة المحاضـرات و المؤتمرات البعيدة المدى و دون التواجد تحت سقف واحد، و حتى الاتصالات البعيدة المدى و التي عادة ما تكون ذات تكلفة عالية. و نحن هنا في هذه الأطروحة سوف نقوم ببحث عمليـة النقـل هـذه عبـر شـبكة الإنترنت، التي تستخدم بروتوكول IP/TCP المشـهور بعمليـة تقطيـع و تحـزيم المعلومات المنقولة عبره، و استخدامه تقنية التحزيم و وضع عنوان المرسل و عنوان المستقبل في ترويسة الحزمة، و سوف نتعرض للمشاكل التي تواجه هـذه التقنيـة الجديدة و الحلول المقترحة لذلك.