Objektorientierte Daten- und Zeitmodelle für die Echtzeit ...

122 KAPITEL 6. FUNKTIONALE BESCHREIBUNG VON BILDFOLGENPROGRAMMEN
(virtuellen) Prozessor — gestartet. Zum Abschluß einer Operation werden eventuelle Folgeoperationen
angestoßen und der eigene Programmzweig beendet. Dies hat den Vorteil, daß sich
die Parallelisierung automatisch, ohne eine planende Instanz ergibt, und der Kontrollfluß sich
selbsttätig einem wechselnden Ressourcenangebot anpassen kann.
Methodenmodell für nebenläufiges Arbeiten: Im Gegensatz zu einer vollständig synchronen
Modulsteuerung wird im asynchronen Fall die Aufrufreihenfolge nicht mehr allein
durch das Netzdesign bestimmt, und die Methodenaufrufe sind nicht an wenige bestimmte, genau
definierte Objektzustände gekoppelt. Verschiedene Aktionen laufen parallel ab, dabei kann
die Rechenzeit der Funktoren verfahrensbedingt und in Abhängigkeit von den zu verarbeitenden
Daten, aber auch durch Prozeßwechsel und schwankende Ressourcenauslastung von Zyklus
zu Zyklus variieren. Welche Operationen dabei zuerst beendet werden, in welcher Reihenfolge
nachfolgende Operationen aufgerufen werden und welchen Status schließlich die beteiligten
Objekte beim Aufruf einer Operation haben, ist anders als bei der synchronen Ablaufsteuerung
daher nicht deterministisch. Das bedeutet, daß während jeder laufenden Aktion beliebige neue
Methoden aufgerufen werden können.
Um die Konsistenz der Daten, aber auch der Programmsteuerung sicherzustellen, sind spezielle
Mechanismen notwendig, die zum einen verhindern, daß sich verschiedene Aktionen
gegenseitig behindern, die zum anderen aber auch eine Aufrufreihenfolge garantieren, die die
konsistente Steuerung des Datenflußgraphen erlaubt. Im einzelnen müssen dabei die folgenden
Konsistenzforderungen beachtet werden:
Datenkonsistenz: Während der Modifikation einer Gruppe zusammengehöriger Daten dürfen
keine weiteren Zugriffe auf diese Daten stattfinden.
Zustandskonsistenz: Die Auswahl einer Aktion muß auf einer konsistenten Analyse des Objektzustandes
erfolgen, wofür diese nicht durch andere Zugriffe auf die Zustandsgrößen
unterbrochen werden darf.
Verklemmungsfreiheit: Aktionen dürfen sich nicht wechselseitig blockieren und so zu Verklemmungen
führen.
Erreichbarkeit: Der Abbruch einer Aktion darf nicht zur Folge haben, daß diese im aktuellen
Zyklus überhaupt nicht ausgeführt wird.
Es lassen sich noch zwei weitere Konsistenzkriterien formulieren, auf deren strikte Einhaltung
hier jedoch verzichtet werden kann. Das liegt zum einen daran, daß auf der einen Seite ein
Verstoß dagegen nur sehr unwahrscheinlich ist und zudem leicht erkannt werden kann, andererseits
aber das garantierte Einhalten der Forderung einen sehr hohen Aufwand — etwa einem
lokalen Scheduler für jedes Objekt oder den Einsatz eines Echtzeitbetriebssystems — bedeuten
würde. Sie werden damit als schwache Konsistenzforderungen formuliert, wobei Verstöße
gegen sie durch einen Statustest erkannt werden und eine entsprechenden Reaktion nach sich
ziehen können.
Zykluskonsistenz: Zyklen sollten möglichst in der richtigen zeitlichen Reihenfolge abgearbeitet
werden, d.h. ein Zyklus, der deutlich weniger Rechenzeit benötigt als der vorhergehende,
sollte diesen nicht „überholen“: Prinzipiell erlaubt das Sequenzmodell zwar auch
das Einfügen älterer Werte in die Liste, unter Umständen kann das allerdings zu inkonsistenten
Zugriffen auf alte Werte führen.