Proiectare de Soft în Timp Real

PROIECTARE DE SOFT IN TIMP REAL

Bibliografie obligatorie:

• Tiberiu Coroescu, Mirela-Maria Coroescu, Silvestru Lucian Constantin – “Proiectare de soft in timp real cu aplicatie in imagistica medicala”, Ed. Didactica si Pedagogiga, Bucuresti, 2006

CAP. 1. Principii si strategii ale proiectarii performante de soft

Curs 1

1.1. Principii si strategii ale proiectarii de soft in timp real

Structurile software in timp real nou concepute trebuie sa respecte atat caracteristicile de proiectare ale oricarui soft comercial obisnuit, cat si caracteristicile de testare, fiabilitate si timp critic impuse de utilizarea sa in timp real. Ca urmare la proiectarea de soft in timp real se vor respecta urmatoarele 8 principii:

1. Compactitatea, ce impune conceperea unui soft concis, avand o structura bine stabilita de la inceputul proiectarii sale, cu evidentierea clara a domeniului specific de utilizare. De obicei proiectarea se realizeaza de catre o echipa complexa de specialisti, caz in care este critica o comunicare excelenta intre membrii echipei de proiectare. De asemeni este necesara intelegerea si respecatrea tuturor cerintelor utilizatorilor cu integrarea lor intr-o strctura compacta de soft.

2. Expandabilitatea, ce impune ca noul soft sa fie capabil sa integreze noi trasaturi care sa-i extinda aria de aplicabilitate.

3. Mentenanta, sau intretinerea sigura, ce impune claritate in stilul de scriere al softului care sa permita intretinerea sigura si corectarea cu usurinta a eventualelor defecte (“bugs”) descoperite ulterior.

4. Comprehensiunea, sau intelegerea cu usurinta a logicii de realizare si a bibliotecilor soft specializate integrate. In acest fel potentialii utilizatori vor putea sa-si construiasca cu usurinta propriile aplicatii si chiar propriile sisteme de dezvoltare sofware.

5. Stabilitatea, ce impune conceperea unui soft capabil sa ruleze pe o perioada de timp extinsa fara avarii, fara pierderi ale memoriei si fara anomalii inexplicabile.

6. Autotestarea, ce impune ca softul conceput sa contina subrutine de testare automata a parametrilor, subrutine activate atat la initializare, cat si periodic in timpul utilizarii sale in timp real.

7. Fiabilitate critica, ce impune ca noul soft sa fie extrem de fiabil in conditii dificile de functionare in timp real, fiabilitae verificata prin simularea defectiunilor posibile si prin rularea de teste functionale riguroase inainte de lansarea softului.

8. Feed-back critic, ce impune o viteza critica de reactie la aparitia solicitarilor in timp real.

Strategia de proiectare pentru softul in timp real, bazata pe ciclul de dezvoltare al noului produs software, respecta urmatoarele reguli:

a) se stabileste structura de baza sau linia principala de proiectare ce va fi respectata in mod obligatoriu de toti cei implicati in procesul de proiectare;

b) se stabileste un cadru de testare unitar , cu o structura cat mai simpla, care sa fie respectat de toti proiectantii de module soft in timp real;

c) se construiesc prototipuri soft foarte simple care sunt rulate rapid, asa incat se pot corecta imediat;

d) se parcurg toate testele folosind instrumentele soft, fie cele existente in bibliotecile soft fie cele nou proiectate.

Principiile si strategiile de proiectarea de soft in timp real vor fi implementate pentru o aplicatie de imagistica digitala, respectiv procesarea performanta a imaginilor digitale. Se vor concepe, testa si implementa modulele soft in cod sursa folosind limbajul, tehnicile si bibliotecile C++ pentru generarea unor imagini concentrate (“thumbnail”) ale imaginilor cadru digitale clasice (“image framework”), asa dupa cum se vede in fig. 1.1.

Fig. 1.1. Dezvoltarea aplicatiilor de imagine concentrata “thumbnail”

Curs 2

2.1. Concepte de baza privind procesarea imaginilor

Procesarea imaginilor reprezinta o aplicatie soft care primeste la intrare o imagine, realizeaza apoi o serie de manipulari ale acelei imagini, iar in final produce o imagine rezultanta care poate diferi sau nu de imaginea originala. Imaginile utilizate la procesarea imaginilor pot fi de diferite tipuri si anume: imagini alb-negru (gri) de 8 sau 32 biti si imagini color.

O imagine alb-negru de 8 biti consta din pixeli (unitati elementare ale imaginii) avand diferite nivele de gri dar fara sa contina culoare. Un pixel contine informatia video pentru un singur punct al imaginii si are o valoare discreta cuprinsa intre 0 (negru) si 255 (alb). Valorile cuprinse intre 0 si 255 sunt nivele variabile de gri.

Se specifica marimea imaginii prin latime (“width” – pe axa x) si prin inaltime (“height” – pe axa y), iar originea imaginii(0,0) prin coltul din stanga sus, asa dupa cum este ilustrat in fig. 2.1.