Требования к временным характеристикам ИС

Между временем протекания процесса на объекте и временем отображения этого процесса могут быть следующие соотношения:

1. Время протекания процесса совпадает со временем отображения процесса.

2. Время протекания процесса больше времени отображения.

3. Время протекания процесса меньше времени отображения.

4. Время протекания процесса примерно равно времени отображения.

Для 2-ой и 3-й группы основные технические требования систем обусловлены спецификой объекта и специфицируются в техническом задании.

Пример: Для предприятий сроки отчетности (отображение процесса функционирования) следующие: год, квартал, месяц, сутки, смена.

При моделировании процессов, как ясно из выше приведенного, видно что

масштабы могут быть больше 1 и меньше 1 и для характеристики масштабирования может использоваться коэффициент масштабирования времени.

где t_д — время получения сигнала от датчика;

t_отобр — время получения сигнала от датчика;

T_{восприятия} — время восприятия отображенного сигнала.

Примечание: В разветвленных сетях или системах также нужно учитывать время передачи по сетям связи. Рассмотрим первую группу.

Системы реального времени.

Для систем данной группы синхронизация процессов может производиться двумя способами: синхронно и асинхронно.

В синхронной системе машина постоянно в соответствии с заданным временным интервалом опрашивает датчики и проверяет наличие того или иного события. В синхронной системе интервал времени должен выбираться с учетом требования t запаздывания, обнаружение сигнала должно быть меньше t критического.

В асинхронной системе обработка события или сигнала с датчика происходит по инициативе генерируемой датчиком или событием.

Системы, работающие в том же масштабе времени и синхронизируемые с процессами на объекте не зависимо от способа синхронизации называют системами реального времени. Часть необходимых функций в таких системах, как правило, выполняют так называемые операционные системы реального времени. Если временные характеристики процесса и отображения сопоставляемы и близки, в них иногда не используют операционные системы реального времени (ОСРВ), а их функции выполняют оператор или специальный программный блок, который следит за выдачей эталонных меток времени от блока таймера.

Примечание: В локальных сетях при реализации режима реального времени могут возникнуть проблемы синхронизации таймера для быстропротекающих процессов.

В системе всегда должен быть резерв времени. В таких системах существует понятие запаздывания системы, которое будет наблюдаться при

Если сигнал передается по сети, необходимо учитывать время передачи по сети. В техническом задании на время запаздывания могут быть наложены очень жесткие требования и ограничения.

Основные понятия.

Реальное время — время, в течение которого протекает обслуживаемый функциональный процесс. Это так же относиться к выполнению вычислений в течение физического процесса таким образом, чтобы результаты вычислений могли быть использованы для выполнения процесса или обработка входных данных и сигналов с датчика, производиться достаточно быстро, чтобы повлиять на последующую порцию входных данных.

Пример. Системы управления физическими процессами или обучающими системами.

Ввод в реальном времени — данные, вводимые в систему, в момент их генерации другой системой.

Вывод в реальном времени — вывод данных из системы к моменту, когда они нужны другой системе.

В общем виде, систему реального времени можно определить, как систему, где гарантировано время реакции т.е. задержка ответа всегда является реальной величиной и не превышает определенного значения. Для подобного класса систем реального времени превышение допустимого времени ответа рассматривается, как не получение ответа или может трактоваться, как ошибка. Период реакции может колебаться от нескольких микросекунд до нескольких долей секунд.

Пример. К системам реального времени можно отнести условно банковские системы, системы резервирования или продажи билетов. В таких системах на запрос человека может быть получен ответ с запаздыванием до нескольких секунд, в этом случае система формирует ответ правильно, хотя вам и не сообщают о времени задержки получения ответа. Ошибка возникает в случае не получения ответа, и наверное данные системы лучше отнести к системам работающим в диалоговом режиме, чем к системам реального времени.

Есть сетевые оболочки, которые функционируют на компьютерах, они представляют собой сетевую, многозадачную, многопользовательскую, многоконсольную операционную систему. Среда ее может включать в себя текстовые редакторы, файл, менеджеры, большое количество утилит, таблицы, процессоры, языки программирования, БД и т.д.

В системах управления, очень важный момент очередности выполнения программ, и выполнение программ в соответствии с временным графиком или выполнение программы связанной с определенным событием.

В системах реального времени (так же, как и во всех компьютерах) существует режим работы, который называется, режим прерывания. Приоритеты могут быть установлены:

· В относительной системе.

· В абсолютной системе.

Относительные системы приоритетов - это системы, в которых задачи высшего приоритета становятся в начало очереди и дожидаются окончания исполнения текущей задачи программой.

Абсолютная система приоритетов – это система, в которой задача высшего уровня может прервать выполнение задачи низшего уровня.

Работы с приоритетами могут привести к тому, что некоторые задачи могут совсем не выполняться и бывает необходимость программным путем пропустить их вне очереди.

Приоритеты могут быть статистическими и динамическими. Статистические не меняются в ходе программ или изменения ситуации на объекте. Динамические - допускают заранее предусматриваемые программным путем изменение приоритетов (самый большой приоритет у таймера). Система приоритетов это вынужденная мера, когда в системе или компьютере не хватает вычислительной мощности, т.е. некоторые проблемы которые решаются с помощью приоритетов можно решить другими путями, как-то:

1 способ: Выделение в системе отдельного компьютера или вычислительного устройства под задачи высшего приоритета.

2 способ: Поставить мощный компьютер, в котором не будет проблем очереди на тот или иной ресурс.

Примечание: Приоритет может быть введен так же в сеть или в систему передачи данных, как правило, в производстве таких систем не бывает, хотя в системах информационных агентств или в военных системах такое используется.

Контрольные вопросы к лекции 4

1. Назовите основные характеристики системы «человек-оператор».

2. Чем характеризуется надежность оператора?

3. Какие системы называются «системами реального времени»?

4. Возможно ли введение приоритетов в системах реального времени?

Поиск по сайту: