Системы реального времени

Существует особый класс задач, решаемых средствами вычислительной техники, когда время становится критическим фактором, играющим особую роль при разработке алгоритма программы. Как правило, интервал времени за который исходные данные должны быть обработаны и сформирован результат соизмеримы со временем выполнения команд машины (отличаются от него на два — три порядка). Такие системы принято называть системами реального времени (СРВ).

Спецификой СРВ является то, что управление вычислениями зависит не только от значений исходных данных, но и от момента их появления. Кроме того, во многих случаях реакция системы должна уложиться в очень ограниченный интервал времени (10 — 100 миллисекунды). Это приводит к необходимости искать специальные методы обработки, гарантирующие завершение вычислений к определенному моменту времени.

Дополнительной спецификой большинства СРВ является то, что они являются встроенными системами. То есть такая система входит в состав некой более общей системы, включающей в себя датчики, каналы связи, исполнительное оборудование и т. п. Простым примером может служить система управления двигателем современного автомобиля или блок управления современного мобильного телефона, телевизора.

Особенностью программного обеспечения встроенных СРВ является то, что стоимость программной ошибки многократно увеличивается за счет тиражирования ее во всей серии встроенного оборудования, а устранение может быть связано с огромными затратами на возврат проданных автомобилей или телефонов, телевизоров в пункты сервисного обслуживания.

Наконец, процесс разработки встроенного программного обеспечения связан с рядом особенностей, обусловленных спецификой применяемых с подобных системах вычислителей. Как правило, они не имеют достаточного внешнего оборудования для возможности поддержки функционирования инструментального программного обеспечения: текстовых редакторов для написания программ, трансляторов, сред отладки и т. п. Но с другой стороны, они могут обладать рядом специфических черт, не присущих универсальным вычислителям: энергонезависимая память, сверх быстрые регистры, специальные каналы связи и т. п.

Таким образом, при разработке встроенных СРВ часто приходится четко различать среду разработки программного обеспечения и среду выполнения программного кода — среду эксплуатации. Иногда используют термины: инструментальная среда и целевая среда. При этом, как правило, система команд инструментального вычислителя существенно отличается от системы команд целевого вычислителя. Поэтому в состав среды разработки обычно включается эмулятор целевого процессора (программный или аппаратный) и модели его внешнего оборудования для поддержки процесса выполнения целевой программы на универсальном процессоре инструментальной машины.

Дата добавления: 2014-12-26