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哪些系统属于实时系统(什么是实时控制系统)

时间:2023-05-04 16:54:14 阅读:95948 作者:1627

实时系统功能包括:

第一,时间限制

系统的实时任务有一定的时间限制(期限)。根据截止时间,实时系统的实时性能可以分为“硬实时”和“软实时”。

硬实时是指应用时间要求能够完全满足,否则会造成重大安全事故,甚至重大生命财产损失和生态破坏,比如航空航天、军事、核工业等一些关键领域的应用。

软实时是指虽然有些应用提出了时间要求,但实时任务偶尔违反这一要求不会对系统运行和环境造成严重影响,如监控系统和信息采集系统。

二.可预测性

可预测性是指系统可以判断实时任务的执行时间,以确定是否能够满足任务的时限要求。由于实时系统严格的时间约束要求,可预测性是实时系统的重要性能要求。除了硬件延迟的可预测性,还需要软件系统的可预测性,包括应用响应时间的可预测性,即在有限的时间内完成必要的工作;而操作系统的可预测性,即实时原语和调度函数的运行成本应该是有界的,以保证应用执行时间的有界性。

三.可靠性

大多数实时系统要求高可靠性。在一些重要的实时应用中,任何不可靠的因素,轻微的计算机故障,或者某些特定的强实时任务(也称为关键任务)超过时限都可能造成不可预测的严重后果。因此,系统需要采用静态分析和资源预留以及冗余配置的方法,使系统能够正常工作或者在最坏的情况下避免损失。可靠性已经成为衡量实时系统性能不可或缺的指标。

四.与外部环境的互动

实时系统通常运行在一定的环境中,外部环境是实时系统不可缺少的一部分。计算机子系统通常是一个控制系统,它必须在指定的时间内响应外部请求。外部物理环境往往是一个受控的子系统,它们相互作用,形成一个完整的实时系统。大多数控制子系统必须连续运行,以确保子系统的正常运行或准备对任何异常行为采取行动。

动词(verb的缩写)多任务类型

在实时系统中,不仅包括周期性任务、偶发性任务、非周期性任务,还包括非实时性任务。实时任务需要满足时间限制,而非实时任务需要使其响应时间尽可能短。各种任务的混合使得系统的可调度性分析更加困难。

不及物动词约束的复杂性

任务的约束包括时间约束、资源约束、执行顺序约束和性能约束。时间约束是任何实时系统所固有的。资源约束是指多个实时任务共享有限资源时,必须按照一定的资源访问控制协议进行同步,避免高优先级任务被低优先级任务阻塞的时间(即优先级反转时间)出现死锁和不可预测性。执行顺序约束是指每个任务的开始和执行必须满足一定的时间和顺序约束。例如,在非常繁重的分布式端到端实时系统中,同一任务的子任务之间存在前驱/后驱的约束关系,因此需要实现同步协议来管理子任务的启动和控制子任务的执行,使其满足时间约束和系统可调度性要求。性能约束意味着必须满足性能指标,如可靠性、可用性、可预测性和服务质量。

七、具有临时超载的特点。

在实时系统中,即使是功能设计合理、资源充足的系统也可能因为以下原因而过载:

1)系统组件老化、外围设备错误或系统故障。随着系统运行时间的增加,系统组件老化,系统组件可能出现故障,导致系统可用资源减少,无法满足实时任务的时间约束。

2)环境的动态变化。由于无法正确有效地预测未来的环境和系统状态,因此无法从

3)应用规模扩大。随着应用规模的增加,原有满足实时任务时限的系统可能无法满足任务时限,在时间和经济上不允许对系统进行重新设计和重构。软件故障的机理可以描述为:软件错误软件缺陷软件故障软件故障。

1.软件错误:在可预见的时期,软件仍将由人开发。在整个软件生命周期的每个阶段,都贯穿着用户的直接或间接干预。但是,人难免会犯错,难免会在软件上留下不好的痕迹。软件错误是指在软件生命周期中出现的不良或不可接受的人为错误,导致软件缺陷的发生。可以看出,软件错误是一个人为的过程,是相对于软件本身而言的一种外部行为。

2.软件缺陷:软件缺陷是软件(文档、数据和程序)中那些不可取或不可接受的偏差,例如缺少一个逗号和添加一个句子。结果,当软件在某个条件下运行时,出现软件故障,这被称为软件缺陷被激活。

3.软件故障:软件故障是指软件运行过程中出现的不良或不可接受的内部状态。例如,当软件正在执行不必要的循环时,

我们说软件出现故障。此时若无时当的措施(容错)加以及时处理,便产生软件失效。显然,软件故障是一种动态行为。

4、软件失效:软件失效是指软件运行时产生 的一种不希望或不可接受的外部行为结果。

ROS 与嵌入式实时操作系统的共同点:

(1)系统微型化

(2)系统专用性强

(3)软硬件依赖性强

(4)系统资源受限

ROS 与嵌入式实时操作系统的差异:

实性性:ROS 弱于嵌入式实时操作系统

通信方式:ROS 的通信方式较为丰富,嵌入式实时操作系统通信方式单一。

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