Особенности сопровождения информационных систем реального времени

1. Особенности сопровождения информационных систем реального времени

2. Реальное время в ИС

Способность ИС обеспечить
требуемый уровень сервиса
в определённый
промежуток времени

3. ИСРВ и обычные ИС: различия

• В ИСРВ делается горазд
больший упор на
организацию работы
процессов в системе (более
развитая система
приоритетов, средства
межпроцессного
взаимодействия,
синхронизации и т. п.)

4. ИСРВ и ВИС очень много…

• …наиболее распространенные: VxWorks, QNX, RTEMS, eCos,
threadX, различные варианты embedded Linux (uClinux, LynxOS,
HardHat, busybox)…
• И у каждой из них свои средства реализации многозадачности,
синхронизации, межпроцессного взаимодействия…

5. Все они должны следовать некоему стандарту

• Чтобы обеспечить переносимость хотя бы программ
высокого уровня для различных ИСРВ, ИСРВ
должны следовать общему стандарту
• все распространенные ОСРВ следуют стандарту
IEEE POSIX.1 (от Portable Operating System
Interface) и (частично) расширению POSIX.1b (realtime extensions)
• Этот стандарт определяет все важнейшие
параметры программного интерфейса ИС

6. Однако у каждой ИС есть свои специальные средства

• …которые обычно являются расширением стандарта
POSIX
• Стандарты не стоят на месте, и постепенно эти
специальные средства также оказываются
стандартизованными в том или ином виде
• Расширения стандарта POSIX.1 – POSIX.1a (POSIX
core services, напр., fork()), POSIX.1b, POSIX.1c
(thread extensions)

7. ИС жёсткого реального времени

ИС, которая может обеспечить
требуемое время выполнения
задачи реального времени даже в
худших случаях
Системы с
детерминированным временем

8. ИС мягкого реального времени

ИС, которая может обеспечить
требуемое время выполнения
задачи реального времени в
среднем

9.

• гарантированное время реакции на
внешние события
• жёсткая подсистема планирования
процессов
• повышенные требования к времени
реакции на внешние события или
реактивности

10. Характеристики времени выполнения алгоритма

• Для любого алгоритма есть две
основные характеристики времени
выполнения – среднее и максимальное
время выполнения
• В обычных системах чаще всего
оптимизируется среднее время
выполнения алгоритма
• Для real-time алгоритмов важнее всего
максимальное время выполнения

11. Максимальное время выполнения

• Важнейшим для ИСРВ является
свойство алгоритма иметь конечное
максимальное время выполнения
• Этим свойством обладают далеко не
все алгоритмы
• Только такие алгоритмы могут
использоваться в программном
обеспечении систем реального
времени

12. Временная сложность алгоритма

• основной параметр, характеризующий
алгоритм; определяется как число
шагов, выполняемых алгоритмом в
худшем случае, обычно
рассматривается как функция размера
задачи, представленной входными
данными
• Этот параметр не коррелирует с
максимальным временем выполнения!

13. Особенности архитектуры ИСРВ

Архитектура
ИСРВ
Монолитная
Слоевая
(уровневая)
Клиент-ссервер

14. Монолитная архитектура

ИС определяется как набор
модулей, взаимодействующих
между собой внутри ядра
системы и предоставляющих
прикладному ПО входные
интерфейсы для обращений к
аппаратуре

15. Уровневая архитектура

Прикладное ИС имеет
возможность получить
доступ к аппаратуре не
только через ядро системы
и её сервисы, но и
напрямую

16. Архитектура «клиент-сервер»

• вынесение сервисов ИС в виде
серверов на уровень пользователя
• выполнение микроядром функций
диспетчера сообщений между
клиентскими пользовательскими
программами и серверами

17. Отличия ИС от ИСВР

Основная
задача
ИСРВ
ИС общего назначения
Успеть среагировать на
события, происходящие на
оборудовании
Оптимально распределить
ресурсы компьютера между
пользователями и задачами
Ориентиро- Обработка внешних
вана
событий
Обработка действий
пользователя
Инструмент для создания
Позициони- конкретного аппаратнорование
программного комплекса
реального времени
Воспринимается
пользователем как набор
приложений, готовых к
использованию
Кому
предназначена
Пользователь средней
квалификации
Квалифицированный
разработчик