1. Системы реального времени как системы обработки данных и управления

1. Типы систем обработки данных

Система обработки данных (СОД) – это совокупность технических средств и программного обеспечения, предназначенных для информационного обслуживания пользователей и технических объектов.

В состав технических средств СОД входит аппаратура для ввода, хранения, преобразования, вывода и передачи данных, в том числе ЭВМ, устройства сопряжения ЭВМ с объектами, аппаратура и каналы передачи данных.

Программное обеспечение (ПО) – это совокупность программ, реализующих возложенные на систему функции. Функции СОД состоят в выполнении требуемых операций по обработке данных: ввода, хранения, преобразования, вывода и передачи данных. Прикладное обеспечение разделяют на общее, или системное, и специальное, или прикладное.

Системное ПО объединяет программные компоненты, обеспечивающие многоцелевое применение ЭВМ и мало зависящие от специфики вычислительных работ пользователей. Сюда входят программы, организующие вычислительный процесс в различных режимах работы ЭВМ, программы контроля работоспособности ЭВМ, диагностики и локализации неисправностей, программы контроля заданий пользователей, их проверки, отладки и т.д. Системное ПО поставляется комплектно с ЭВМ.

Прикладное ПО содержит пакеты прикладных программ пользователей, обеспечивающие специфическое применение ЭВМ. Прикладной программой называется программный продукт, предназначенный для решения конкретной задачи пользователя.

Особенностью работы системы в масштабе РВ является:

• проведение вычислений по программам в промежутки времени, связанные с поступлением данных и выдачей информации для управления;

• чрезвычайно малое время, отведенное для принятия решения, соизмеримое со временем переходного процесса в объекте;

• недопустимость как преждевременной выдачи управляющих сигналов, так и их запаздывания.

Обработка в реальном масштабе времени обеспечивается за счет:

• выбора структуры СОД и быстродействия устройств в соответствии с задачами обработки и требованиями к времени ответа;

• способов организации процессов обработки, обеспечивающих требуемое время ответа при ограниченной производительности устройств и заданной структуре СОД.

Таким образом, система реального времени – это аппаратно-программный комплекс, реагирующий в предсказуемые времена на непредсказуемый поток внешних событий. Это определение означает, что:

• во-первых, система должна успевать отреагировать на события, произошедшие на объекте, в течение времени, критического для этого события. Величина критического времени для каждого события определяется объектом и самим событием и может быть разной, но время реакции системы должно быть предсказано при создании системы. Отсутствие реакции в предсказанное время считается ошибкой для СРВ.

• во-вторых, система должна успевать реагировать на одновременно происходящие события. Даже если два или больше внешних событий происходит одновременно, система должна успеть среагировать на каждое из них в течение интервалов времени, критических для этих событий.

Принято различать системы «жесткого» и системы «мягкого» реального времени.

Системой «жесткого» реального времени (СЖРВ) называется система, в которой неспособность обеспечить реакцию на какие-то события в заданное время является отказом и ведет к невозможности решения поставленной задачи.

Системы «мягкого» реального времени (СМРВ) – это те СРВ, в которых способность реагировать в крайние сроки действительно требуется, но отказ выполнения не приводит к отказу системы в целом. СМРВ характеризуются тем, что задержка реакции не критична, хотя и может привести к увеличению стоимости результатов и уменьшению производительности системы в целом.