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so:celula_flexivel_de_manufatura [2008/05/16 18:14] – mazieroso:celula_flexivel_de_manufatura [2010/04/16 13:18] (atual) – maziero
Linha 1: Linha 1:
 +====== Célula flexível de manufatura ======
 +
 +===== Semáforos POSIX =====
 +
 +O padrão POSIX 1003.1B define várias operações envolvendo semáforos, dentre as quais as mais significativas são (para mais informações vide as páginas de manual UNIX):
 +
 +<code c>
 +#include <semaphore.h>
 +
 +sem_t sem ;
 +
 +// inicializa o semáforo com o valor init_value
 +int sem_init (sem_t *sem, int is_shared, unsigned int init_value);
 +
 +// P(sem) ou down(sem)
 +int sem_wait (sem_t *sem);
 +
 +// V(sem) ou up(sem)
 +int sem_post (sem_t *sem);
 +
 +// destroi o semáforo, liberando as tarefas bloqueadas
 +int sem_destroy (sem_t *sem);
 +</code>
 +
 +Usando semáforos e threads POSIX, deve ser construído um programa em C para simular uma célula flexível de manufatura. A célula é composta por tornos automáticos, robôs industriais que continuamente carregam/descarregam os tornos e buffers para a entrada e saída de peças, conforme indicado na figura abaixo.
 +
 +{{  so:celula-flexivel.png  |Célula Flexível de Manufatura}}
 +
 +Existem vários aspectos de sincronização a considerar:
 +
 +  * um torno só pode usinar uma peça de cada vez;
 +  * um robô só pode segurar uma peça de cada vez;
 +  * um buffer só pode ser acessado por um robô de cada vez;
 +  * um torno só pode ser acessado por um robô de cada vez, seja para carga ou descarga;
 +  * qualquer robô pode acessar qualquer torno e qualquer buffer.
 +
 +
 +===== Situação 1 =====
 +
 +Nesta situação, há um torno e um robô.
 +
 +  * As peças a usinar chegam no buffer 1 e as peças já usinadas são retiradas do buffer 2, através de processos externos que não é necessário simular.
 +  * O robô continuamente pega peças do buffer 1 e coloca no torno para usinar; após a usinagem, o robô descarrega a peça do torno e a coloca no buffer 2.
 +  * Cada buffer é implementado por um vetor de inteiros. O robô e o torno são implementados por threads separadas.
 +  * Uma usinagem demora um tempo aleatório entre 1s e 5s; uma operação de carga ou descarga de peça do torno ou de um buffer demora 1s cada.
 +
 +===== Situação 2 =====
 +
 +Nesta situação, há três tornos e dois robôs trabalhando totalmente em paralelo: qualquer robô pode carregar/descarregar qualquer torno. O restante é idêntico à situação anterior.
 +
 +===== Avaliação de desempenho =====
 +
 +Para medir o desempenho das soluções propostas, sugere-se seguir o seguinte procedimento:
 +
 +  * Definir tempos fixos para os procedimentos de usinagem, carga e descarga.
 +  * Encerrar o programa quando N peças tiverem sido depositadas no buffer 2.
 +
 +Desta forma, é possível medir o tempo necessário para processar N peças, e por conseqüência, a eficiência da solução implementada. Por exemplo, considerando 20 peças, 1s para cada operação de carga/descarga e 5s para cada usinagem de peça, podem ser calculados os seguintes tempos mínimos **teóricos**:
 +
 +   * para um robô e um torno: 20 * (1s + 1s + 5s + 1s + 1s) = 180s
 +   * para dois robôs e três tornos: 180s / 3 = 60s (considerando que os tornos nunca ficam parados; talvez essa situação não possa ser alcançada)
 +
 +===== A entregar =====
 +
 +  * Os códigos-fonte dos dois programas implementados
 +  * Um relatório (no [[so:regras das atividades de laboratório#relatórios|formato correto]]) contendo:
 +    * Pseudo-código dos programas implementados
 +    * Análise do risco de impasses nos programas e discussão das possibilidades de evitá-los
 +    * análise do desempenho das soluções implementadas