Файл: Курс лекций по дисциплине СРВ (Артемов СП).pdf

6 

2-3 

– машинный интерфейс. 

Контролируемая  подсистема  диктует  требования  в  реальном 

масштабе  времени  и  выдает  основные  характеристики  объекта 

управления. 

Контролирующая 

подсистема 

управляет 

вычислениями, 

управляет связью с внешним оборудованием. 

Операционная  подсистема  обеспечивает  связь  с  оператором. 

Контролирует полную деятельность системы.  

Интерфейс  приложения  реализуется    с  помощью  датчиков  и 

исполнителя элементов. 

Машинный  интерфейс  обеспечивает  связь  конечных  устройств 

информационной системы с подсистемой визуализации оператора. 

Объект

управления

Промышленные

контроллеры

ПК

Операционная

подсистема

Контролируемая

подсистема

Контролирующая

подсистема

Интерфейс

приложения

Интерфейс

машинный

Рис.1. 

Контролирующая 

подсистема 

должна 

обеспечивать 

распределение  ресурсов  таких  как  память,  доступ  к  сети,  устройство 

длительного хранения информации. 

Любая  контролирующая  подсистема,  кроме  обеспечения 

интерфейса  операционной  системы  (ОС),  должна  обеспечивать 

контроль записи на внешние устройства. 

Место систем РВ в информационных системах 

Сложность  разработки  связана  с  требованиями  надежности  и 

безопасности. Например, надежность – температура, осадки, ветер. 

7 

СРВ

Неизвестные

системы

???

Автоматические
+
Автоматизированные СРВ

Человеко-машинные системы

С

л

ож

но

ст

ь 

ра

зр

аб

от

ки

Рис.2. 

Для СРВ требуется обеспечение вероятности отказа системы 10

-

10

в  час.  Данная  вероятность  обеспечивается  на  самолетах.  На 

российских самолетах – 10

-9

. в системах полета спутника – 10

-7

часа. 

Для  СРВ  выдвигается  требование  по  работоспособности, 

позволяющее при отказе узла произвести восстановление его функций 

и обеспечить вероятность отказа на уровне 10

-6

-10

-4

часа. 

Требования к системам реального времени 

1. 

Требование 

по 

времени 

выполнения 

задач 

и 

функционированию  систем  предъявляется  к  следующим  компонентам 

системы:   

1.1. 

период функционирования; 

1.2. 

крайний критический срок выполнения; 

1.3. 

время выполнения; 

1.4. 

суммарное  время  продолжительности  выполнения  задач 

(

зависит от наличия ошибок). 

2. 

Требование 

о 

возможности 

параллельного 

выполнения 

нескольких 

задач 

(возможность 

построения 

алгоритма 

псевдопараллельного исполнения задач). 

3. 

Предсказуемость. 

4. 

Учет максимального времени отклика на события (а не среднего, 

как в обычных системах). 

8 

5. 

Особые требования в вопросах безопасности систем (защита от 

постороннего вмешательства  в алгоритм системы). 

6. 

Возможность  безотказной  работы  в  течение  длительного 

периода времени (включаются требования по обслуживанию в СРВ). 

Для  СРВ  требуется  проведение  регламентных  работ  после  16 

часов непрерывной работы. 

9 

Общие характеристики систем реального времени 

Большие  и  сложные  системы  (разрабатываются  больше  года, 

поэтому алгоритмы функционирования могут быть сложными). 

1. 

Распределенные системы. 

2. 

Взаимодействие 

с 

окружающим 

миром. 

Жесткое 

взаимодействие с аппаратурой. Четкий контроль всех операций. 

3. 

Выполнение 

задач 

зависит 

от 

времени 

(как 

и 

последовательность выполнения задач, так и время исполнения). 

4. 

Сложность тестирования.  

Так  как  в  СРВ  включается  много  различных  функций  и  для 

тестирования  СРВ  требуется  создание  групп,  не  занимающихся 

разработкой этой системы, но понимающих ее функционирование. 

Данные  характеристики  позволяют  выявить  множество    систем 

РВ, функционирующих в реальном мире. 

Задачи СРВ 

СРВ  представляют  собой  набор  взаимодействующих  между 

собой заданий или задач. 

Задача  является  одиночным  объектом,  управление  которым 

осуществляется оболочкой СРВ. 

В  зависимости  от  количества  задач  и  от  их  вида  определяется 

время функционирования СРВ. 

Задачи классифицируют по двум категориям: 

1. 

Требование по времени функционирования: 

1.1. 

задачи в ЖРВ (жестком реальном времени); 

1.2. 

задачи в МРВ (мягком реальном времени); 

1.3. 

задачи в «нереальном времени». 

2. 

Вид или тип функционирования: 

2.1. 

периодические задачи; 

10 

2.2. 

апериодические задачи (асинхронные); 

2.3. 

спорадические задачи; 

2.4. 

фоновые задачи; 

2.5. 

аппендикс. 

Задача  ЖРВ  –  это  задача,  чье  логически  правильное    или 

своевременное исполнение считается критическим для действия всей 

системы. 

Предельный  срок  исполнения  называется  жестким  сроком 

исполнения.  Неспособность  удовлетворять  этому  требованию  ведет  к 

отказу всей системы. 

Задача МРВ – это задача, в которой исполнение не критично по 

времени, но ее исполнение желательно для системы (предельный срок 

исполнения – мягкий крайний срок исполнения задается диапазоном). 

Задача  «нереального  времени»  -  это  задача,  для  которой  нет 

требований по своевременному выполнению. 

Периодические задачи 

Периодические  задачи  –  это  задачи,  которые  переходят  в 

состояние  выполнения  через  строго  заданный  период  и  выполняются 

каждый  цикл  функционирования  в  системе.  Например,  обработка  и 

контроль сигнала. 

Для СРВ требуется четкое и своевременное выполнение каждой 

периодической задачи (см. рис.3).