ترجمه طلایی تجرید­ها، معماری، مکانیزم­ها، و میان­افزاری برای کنترل شبکه­ای

ترجمه طلایی تجرید­ها، معماری، مکانیزم­ها، و میان­افزاری برای کنترل شبکه­ای

تجرید­ها، معماری، مکانیزم­ها، و میان­افزاری برای کنترل شبکه­ای

چکیده

بر مکانیزمی که نصفبخش مکانیزم-سیاست برای سیستم­های کنترل شبکه­ای است تمرکز می­کنیم، و به موضوع شناخت تجرید­ها و معماری مناسب به منظور تسهیل ساخت و به کارگیری آن­ها می­پردازیم. تجرید”نگهداریمجازی” و تحقق آن با زیرساخت­های میان­افزاری را ارائه می­دهیم. کاربردهای کنترلی بایستی بصورت مجموعه­ای از اجزای نرم­افزاری که از طریق میان­افزارها با هم در ارتباط هستند و اتِرافزار نامیده می­شوند ساخته شوند. میان­افزاربا یکجا قرار دادن اجزای برنامه در “پوسته­ها”به کار بر روی پیچیدگی­های عملیاتی شبکه، مانند آدرس­دهی، راه اندازی، پیکربندی و رابط­ها می­پردازد که تعامل اجزابا بقیه سیستمرا میسر می­سازد. میان­افزار همچنین مکانیزم­هایی را فراهم می­کند تا اثرات تأخیر نامشخص و تلفات بسته در کانال­های بی­سیم، خرابی اجزا، و ساعت­های توزیعی را بهبود دهد. این کار از طریق خارج کردن حالت اجزا، با المان­های اولیه برای گرفتن و استفاده مجدد از آن برای شروع مجدد، ارتقا و جابجایی جزء از طریق خدماتیهمانند همزمان­سازی ساعتانجام می­شود. پیشتر، استفاده همراه از استقلال زمانی برای قابلیت اطمینان را ارائه می­دهیم و پیاده­سازی و همچنین برخی از نتایج آزمایشگاهی بر روی یک بستر آزمایشی کنترل ترافیک را توضیح می­دهیم.

واژگان کلیدی

تجرید­ها، معماری، مکانیزم­ها، میان­افزار،کنترل شبکه­ای، سیستم­های کنترل تعبیه شده شبکه،کنترل نسل سوم.

Abstract—We focus on the mechanism half of the policy-mechanism divide for networked control systems and address the issue of what are the appropriate abstractions and architecture to facilitate their development and deployment. We propose an abstraction of “virtual collocation” and its realization by the software infrastructure of middleware. Control applications are to be developed as a collection of software components that communicate with each other through the middleware called Etherware. The middleware handles the complexities of network operation such as addressing start-up configuration and interfaces by encapsulating application components in “Shells” which mediate component interactions with the rest of the system. The middleware also provides mechanisms to alleviate the effects of uncertain delays and packet losses over wireless channels component failures and distributed clocks. This is done through externalization of component state with primitives to capture and reuse it for component restarts upgrades and migration and through services such as clock synchronization. We further propose an accompanying use of local temporal autonomy for reliability and describe the implementation as well as some experimental results over a traffic control testbed.

Index Terms—Abstractions architecture mechanisms middleware networked control networked embedded control systems third generation control.

1. 1. مقدمه

الف) چشم­انداز تاریخی

اولین نسل از پلت­فرم­ها برای سیستم­های کنترلی در دنیای الکترونیک که با لامپ خلاء شروع شد برپایه محاسبه آنالوگ بود، که موجب نیاز به تئوری­هایی برای استفاده ازتکنولوژی تقویت­کننده­های عملیاتیشد.افرادی همچون بلاک، بود، نایکوئیست و دیگران با روش­های طراحی حوزه فرکانسی به این مساله پرداختند. عصر دوم سیستم­ های کنترل دیجیتالیکه در سال­های 1960 آغاز شد، براساس تکنولوژی کامپیوترهای دیجیتالی بود. ایندوره نیز نیاز به‌نظریه­‌های جدیدی برای استفاده از قابلیت­های محاسبه دیجیتالی را بوجود آورد، که توسط تحقیق کالمن، پونتریاگین و دیگران در مورد طراحی مبتنی بر فضای حالت پاسخ داده شد.

Abstraction

Policy-mechanism divide

Virtual collocation

Etherware