Системы реального времени: характеристики, типы событий, области применения и ключевые проблемы

Тип работы: Материал
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 2 страниц
В избранное:

Характеристики систем реального времени

Процессы (задачи) систем реального времени могут иметь следующие характеристики и связанные с ними ограничения[3] :

дедлайн (англ. deadline) - критический срок обслуживания, предельный срок завершения какой-либо работы;
латентность (англ. latency) - время отклика (время задержки) системы на внешние события;
джиттер (англ. jitter) - разброс значений времени отклика. Можно различить джиттер запуска (англ. release jitter) - период времени от готовности к исполнению до начала собственно исполнения задачи и джиттер вывода (англ. output jitter) - задержка по окончании выполнения задачи. Джиттер может возникать под влиянием других одновременно исполняемых задач.

В моделях систем реального времени могут фигурировать и другие параметры, например, период и количество итераций (для периодических процессов), нагрузка (англ. load ) - количество команд процессора в худшем случае[3] .

В зависимости от допустимых нарушений временных ограничений системы реального времени можно поделить на системы жёсткого реального времени (англ. hard real-time ), для которых нарушения равнозначны отказу системы, и системы мягкого реального времени (англ. soft real-time ), нарушения характеристик которых приводят лишь к снижению качества работы системы[1] . См. также: вычисления в реальном времени. Также можно рассматривать твёрдые системы реального времени (англ. firm real-time ), в которых допускается небольшое нарушение дедлайнов, но бо́льшее нарушение может привести к катастрофическому отказу системы ^{[4] [5]} .

Следует заметить, что определение жёсткого реального времени ничего не говорит об абсолютном значении времени отклика: это могут быть как миллисекунды, так и недели[6] . Требования к системам мягкого реального времени можно задать только в вероятностных терминах, например, как процент откликов, выданных в установленные временны́е рамки. Интересно, что при проектировании предварительные расчёты легче выполнить для системы жёсткого реального времени, чем получить, например, долю выполняемых в срок задач в системе мягкого реального времени, поэтому разработчики таких систем часто пользуются инструментами и методиками для проектирования систем жёсткого реального времени.

События реального времени

События реального времени могут относиться к одной из трёх категорий] :

Асинхронные события- полностью непредсказуемые события. Например, вызов абонента телефонной станции.
Синхронные события- предсказуемые события, случающиеся с определённой регулярностью. Например, вывод аудио и видео.
Изохронные события- регулярные события (разновидность асинхронных), случающиеся в течение интервала времени. Например, в мультимедийном приложении данные аудиопотока должны прийти за время прихода соответствующей части потока видео.

Применение систем реального времени

С развитием технологий системы реального времени нашли применения в самых различных областях. Особенно широко СРВ применяются в промышленности, включая системы управления технологическими процессами, системы промышленной автоматики, SCADA-системы, испытательное и измерительное оборудование, робототехнику. Применения в медицине включают в себя томографию, оборудование для радиотерапии, прикроватное мониторирование. СРВ встроены в периферийные устройства компьютеров, телекоммуникационное оборудование и бытовую технику, такую как лазерные принтеры, сканеры, цифровые камеры, кабельные модемы, маршрутизаторы, системы для видеоконференций и интернет-телефонии, мобильные телефоны, микроволновые печи, музыкальные центры, кондиционеры, системы безопасности. На транспорте СРВ применяются в бортовых компьютерах, системах регулирования уличного движения, управлении воздушного движения, аэрокосмической технике, системе бронирования билетов и т. п. СРВ находят применения и в военной технике: системах наведения ракет, противоракетных системах, системах спутникового слежения[8] .

Примеры

Примеры систем, работающих в режиме реального времени:

АСУ ТП химического реактора;
бортовая система управления космического аппарата;
АСНИ в области ядерной физики;
система обработки аудио- и видеопотоков при трансляции в прямом эфире;
интерактивная компьютерная игра.

Проблемы

При создании систем реального времени приходится решать проблемы привязки внутрисистемных событий к моментам времени, своевременного захвата и освобождения системных ресурсов, синхронизации вычислительных процессов, буферизации потоков данных и т. п. Системы реального времени обычно используют специализированное оборудование (например, таймеры) и программное обеспечение (например, операционные системы реального времени.

... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.