PDF de programación - Gestión del tiempo en Ada

ditdit

UPM

Gestión del tiempo en Ada

Juan Antonio de la Puente

DIT/UPM

El tiempo en Ada

 La gestión del tiempo en Ada está integrada en el

lenguaje y en el modelo de tareas

– relojes
– relojes de tiempo de ejecución
– retardos
– límites de tiempo

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Relojes

En Ada hay dos paquetes predefinidos que proporcionan
funciones de reloj:

 Ada.Calendar

Duration

 Ada.Real_Time

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– Define un tipo abstracto Time
– La función Clock da un valor de tiempo para uso externo
– Los intervalos de tiempo se representan con el tipo predefinido

– Define un tipo abstracto Time
– La función Clock da un valor monótono, sin saltos
– Los intervalos de tiempo se representan con el tipo abstracto

Time_Span

También hay relojes de tiempo de ejecución

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Intervalos de tiempo

 El tipo Duration representa intervalos de tiempo en

segundos

 Es un tipo de coma fija:

type Duration is delta ... range ...;

– Su resolución, Duration’Small, no debe ser mayor que 20ms

(se recomienda que no sobrepase los 100µs)

– El intervalo de valores debe comprender ±1 día

(-86_400.0 .. +86_400.0)

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Ada.Calendar (1)

package Ada.Calendar is

type Time is private;

subtype Year_Number
subtype Month_Number is Integer range 1..12;
subtype Day_Number
subtype Day_Duration

is Integer range 1..31;

is Duration range 0.0..86_400.0;

is Integer range 1901..2099;

function Clock return Time;

function Year (Date : Time) return Year_Number;
function Month (Date : Time) return Month_Number;
function Day (Date : Time) return Day_Number;
function Seconds(Date : Time) return Day_Duration;

procedure Split(Date : in Time;



Year : out Year_Number;
Month : out Month_Number;
Day : out Day_Number;
Seconds : out Day_Duration);



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Ada.Calendar (2)

function Time_Of

(Year : Year_Number;
Month : Month_Number;
Day : Day_Number;
Seconds : Day_Duration := 0.0)
return Time;

function "+" (Left : Time; Right : Duration) return Time;

function "+" (Left : Duration; Right : Time) return Time;
function "-" (Left : Time; Right : Duration) return Time;
function "-" (Left : Time; Right : Time) return Duration;

function "<" (Left, Right : Time) return Boolean;
function "<=" (Left, Right : Time) return Boolean;
function ">" (Left, Right : Time) return Boolean;
function ">=" (Left, Right : Time) return Boolean;

Time_Error : exception;
end Ada.Calendar;

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Comentarios a Ada.Calendar

 Los valores del tipo Time combinan la fecha y la hora

 La hora se da en segundos desde medianoche
– cuando hay un segundo intercalar se llega a 86_400.0

 El reloj se supone sincronizado con una referencia

externa (UTC o TO)
– los detalles se dejan para el entorno (SO)

 Los paquetes Ada.Calendar.Time_Zones

Ada.Calendar.Arithmetic y Ada.Calendar.Formatting
proporcionan funciones adicionales

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Ada.Real_Time (1)

package Ada.Real_Time is
type Time is private;
Time_First : constant Time;
Time_Last : constant Time;
Time_Unit : constant := -- real number;
type Time_Span is private;
Time_Span_First : constant Time_Span;
Time_Span_Last : constant Time_Span;
Time_Span_Zero : constant Time_Span;
Time_Span_Unit : constant Time_Span;
Tick : constant Time_Span;
function Clock return Time;
function "+" (Left : Time; Right : Time_Span) return Time;
function "+" (Left : Time_Span; Right : Time) return Time;
function "-" (Left : Time; Right : Time_Span) return Time;
function "-" (Left : Time; Right : Time) return Time_Span;

function "<" (Left, Right : Time) return Boolean;
function "<=" (Left, Right : Time) return Boolean;
function ">" (Left, Right : Time) return Boolean;
function ">=" (Left, Right : Time) return Boolean;
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Ada.Real_Time (2)

function "+" (Left, Right : Time_Span) return Time_Span;
function "-" (Left, Right : Time_Span) return Time_Span;
function "-" (Right : Time_Span) return Time_Span;
function "*" (Left : Time_Span; Right : Integer) return Time_Span;
function "*" (Left : Integer; Right : Time_Span)return Time_Span;
function "/" (Left, Right : Time_Span) return Integer;
function "/" (Left : Time_Span; Right : Integer) return Time_Span;
function "abs" (Right : Time_Span) return Time_Span;

function "<" (Left, Right : Time_Span) return Boolean;
function "<=" (Left, Right : Time_Span) return Boolean;
function ">" (Left, Right : Time_Span) return Boolean;
function ">=" (Left, Right : Time_Span) return Boolean;

function To_Duration (TS : Time_Span) return Duration;
function To_Time_Span (D : Duration) return Time_Span;

function Nanoseconds (NS : integer) return Time_Span;
function Microseconds (US : integer) return Time_Span;
function Milliseconds (MS : integer) return Time_Span;

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Ada.Real_Time (3)

type Seconds_Count is new Integer range ...;

procedure Split (T : Time;

SC : out Seconds_Count;
TS : out Time_Span);

function Time_Of (SC : Seconds_Count; TS : Time_Span)

return Time;

end Ada.Real_Time;

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Comentarios sobre Ada.Real_Time (1)

 El tipo Time representa valores de tiempo absolutos.
– Un valor T de tipo Time representa un intervalo de duración

[E + T ·Time_Unit, E + (T+1) · Time_Unit]

» Time_Unit no debe ser mayor de 20ms..
» El valor de E no está definido

– El intervalo de valores del tipo Time debe alcanzar al menos

50 años desde el arranque del sistema.

 El tipo Time_Span representa intervalos de tiempo.

– Un valor S de tipo Time_Span representa un intervalo de duración

igual a S · Time_Span_Unit .
» Time_Span_Unit =Time_Unit
» Duration’Small debe ser un múltiplo entero de Time_Span_Unit.

– El intervalo de valores del tipo Time_Span debe abarcar por lo

menos -3600..+3600 s .

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Comentarios sobre Ada.Real_Time (2)

 La función Clock proporciona el tiempo absoluto

transcurrido desde la época.

 Tick es el valor medio del intervalo durante el cual el valor
de Clock permanece constante. No debe ser mayor de 1ms
– Se recomienda que el valor de Tick sea igual al de Time_Span_Unit,

o un múltiplo exacto de éste.

 El valor de Clock no debe disminuir en ningún momento (es

decir, el reloj es monótono no decreciente).

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Ejemplo

declare


use Ada.Real_Time;
Start, Finish : Time;
Frame : Time_Span := Milliseconds(10);

begin
Start := Clock;
-- instrucciones
Finish := Clock;
if Finish - Start > Frame then
raise Time_Error;
-- excepción definida por el programador
end if;
end;

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Retardo relativo

 La instrucción

delay expresión;

suspende la ejecución de la tarea que la invoca durante el
intervalo de tiempo que indica el valor de la expresión
– es de tipo Duration (y por tanto se mide en segundos)

 Una instrucción delay con argumento cero o negativo no

produce ningún retardo

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Retardo absoluto

 La instrucción

delay until expresión;

suspende la ejecución de la tarea que la invoca hasta que
el valor del reloj sea igual al especificado por la expresión

 La expresión es de uno de estos tipos:

– Ada.Calendar.Time
– Ada.Real_Time.Time

 Se usa el reloj correspondiente al tipo Time utilizado
 Si se especifica un tiempo anterior al valor actual del reloj,

no se produce ningún retardo

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Ejemplo: tarea periódica

use Ada.Real_Time;
task body Periodic is
Period : constant Time_Span := ...;
Next_Time : Time := ...;
begin
-- iniciación
loop
delay until Next_Time;
-- acción periódica
Next_Time := Next_Time + Period;
end loop;
end Periodic;

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Limitación del tiempo de espera

 A menudo conviene limitar el tiempo durante el cual se

espera que ocurra un suceso

 Ejemplos:

– Acceso a una sección crítica:

La espera está limitada por la duración de la sección crítica

– Sincronización