45444

Классификация систем реального времени. Средства разработки систем РВ. Понятие систем реального времени. Организация систем РВ. Требования к системам реального времени. Общие характеристики систем РВ

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Классификация реализации систем реального времени СРВ распределенные системы управления с большим количеством контролируемых параметров. Система ориентирована на автоматизированные системы в которых требуется своевременная адекватная реакция на события. Языки СРВ предназначены для создания СРВ ssembler C d спутниковые системы наблюдения. Предназначены для визуализации работы автоматизированной системы или автоматизированного объекта.

Русский

2013-11-17

148.5 KB

76 чел.

Классификация систем реального времени. Средства разработки систем РВ. Понятие систем реального времени. Организация систем РВ. Требования к системам реального времени. Общие характеристики систем РВ.

Классификация реализации систем реального времени

СРВ - распределенные системы управления с большим количеством контролируемых параметров.

Реальное время – это время, которое удовлетворяет информационную систему в обслуживании внешних событий.

Основное применение СРВ находится в следующих областях:

  1.  Анализ протоколов передачи данных.

Анализатор протокола обеспечивает прием всех данных сети и анализ ошибок передачи данных. Существует программный и аппаратный анализатор протоколов.

  1.  Операционные СРВ. Система ориентирована на автоматизированные системы, в которых требуется своевременная адекватная реакция на события.
  2.  Применение в языках программирования. Языки СРВ предназначены для создания СРВ Assembler, C, Ada (спутниковые системы наблюдения).
  3.  Промышленные СРВ. Протоколы передачи данных АСУ: FieldBus, промышленные  Ethernet.
  4.  SCADA-приложения. Предназначены для визуализации работы автоматизированной системы или автоматизированного объекта.
  5.  БД реального времени – базы данных, в которых предусмотрены функции с физическими  данными, полученными в датчиках. Например, Industrial SQL.
  6.  SCADA-приложения и БД реального времени могут сформировать комплексные системы реального времени. Системы разрабатываются под ключ.

Классификация систем реального времени

  1.  По типу применения
  2.  По характеру работы

По типу применения различают:

  •  Универсальные.
    •  Специализированные.

СРВ называется специализированной, если она ориентирована на строго определенную задачу. Обычно применяются, где есть риск для человека. 70% - разработка, 30% - установка.

СРВ называется универсальной, если ее можно применять для различных задач автоматически. Человеческий фактор сведен к нулю. 90% - разработка, 10% - установка.

По характеру работы различают:

  •  Системы жесткого реального времени (hard) (HRT)
  •  Системы мягкого реального времени (soft) (SRT)

СЖРВ (система жесткого реального времени) – это СРВ, в которой невыполнение  одной функции ведет к отказу всей системы. Система может функционировать в случае отказа «не важной» функции.

Система является СМРВ (система мягкого реального времени), если она не является СЖРВ (системой жесткого реального времени).

Среди СЖРВ и СМРВ выделяют следующие системы:

  •  истинные СРВ – это СЖРВ, в которых время ответа очень мало.
  •  Устойчивые СРВ – это СМРВ, в которых нет преимущества от смены операций между собой.

Средства разработки систем РВ

Средства разработки  СРВ – это инструменты, позволяющие спроектировать СРВ на модельном объекте, отладить ее и перенести на реальный физический объект.

Проблемы проектирования систем

  1.  Распределенное управление. Сам объект систем автоматизации имеет несколько систем, требующих обеспечить взаимодействие между этими подсистемами. Подсистем может быть несколько, и одна подсистема может иметь несколько устройств управления. 1 устройство – 1 датчик.
  2.  
    Обеспечение реального масштаба времени.

Минимальный такт для СРВ – 20 мс. Минимальный цикл для СРВ – 20 мс.

  1.  Обеспечение заданного времени отклика на запрос.

Выделяют задачи:

  1.  Задача управления временем. Наличие таймеров программных и аппаратных, наличие функций контроля за выполнением операций. Время – это наивысший ресурс.
  2.  Планирование процесса выполнения задач. Построение очереди исполнения функций в автоматизированной системе. Данная последовательность реализуется в объекте, называемом планировщик.
  3.  Обеспечение коммуникации узлов в распределенных сетях. Сетевой планировщик задач.
  4.  Обеспечение логической корректности выполнения задач.

Построение алгоритма системы

Система называется системой реального времени (СРВ), если правильность ее функционирования зависит не только от логической корректности вычислений, но и от времени, за которое эти вычисления выполняются.

Основной задачей СРВ является получение надлежащих результатов за определенный кратчайший срок.

С точки зрения пользователя необходимо контролировать два параметра:

  1.  Логическая корректность вычислений.
  2.  Время возникновения событий в системе.

Организация систем реального времени

СРВ состоит из трех подсистем:

  1.  Контролируемая.
  2.  Контролирующая.
  3.  Операционная.

Между этими подсистемами существуют интерфейсы:

1-2 – интерфейс приложения,

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.

Место СРВ в информационных системах

Все существующие информационные системы можно разделить на:

1. человеко-машинные системы

2. автоматизированные и автоматические системы

3. СРВ

Классификация по этим типам производится с параметрами надежность и вероятность отказа. В зависимости от установленных критериев определяется сложность к установке и адаптации системы

Существует группа систем обладающая высокой сложностью разработки, но не стоятся к СРВ. К ней можно отнести информационные системы, обеспечивающие накопление информации по требованиям оператора можно отнести СУБД.

При построении СРВ вероятность отказа должна составлять 10-10 за час функционирования. Вероятность отказа при смене режима работы должна составлять 10-4 за год.

Требования к СРВ

1. По времени выполнения задач и функционирования системы

   1.1. период функционирования – время, через которое задача запускается вновь

   1.2. крайний критический срок выполнения – превышение этого срока – отказ системы

   1.3. время выполнения – зависит от количества операций выполняемых задачей

   1.4. суммарное время выполнения – зависит от количества ошибок

2. Требование возможности параллельного выполнения нескольких задач

3. Предсказуемость (оператор должен знать что произойдет с системой по истечении какого0либо периода времени)

4. Учет максимального времени отклика на событие, а не среднего времени (учитывается самое наихудшее состояние в системе)

5. Особое требование в условии безопасности системы – защита системы от постороннего вмешательства в алгоритм системы. Вопросы безопасности должны решаться на информационном м организационном уровнях.

6. Возможность безотказной работы в течение длительного периода времени. Описывает регламент по работе системы м обслуживанию системы. Проведение регламентных работ производится не позднее 16-ти часов работы.

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.

Общие характеристики СРВ

СРВ – большая сложная система, которую разрабатывают больше года и в процессе функционирования дорабатывают.

1. СРВ – распределенные системы управления с большим количеством контролируемых параметров.

2. СРВ должна обеспечивать взаимодействие с окружающим миром в Ом числе жесткое взаимодействие с оборудованием и четким контролем операций.

3. Выполнение задач зависит от времени последовательности и времени исполнения

4. Сложность тестирования (для тестирования создают специальные группы, котрые не должны учувствовать в разработке системы, это  для того чтобы обеспечить максимальный эффект при анализе недостатков системы).

 


1

???

3


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69102. Локалізація імен. Різновиди параметрів. Процес виклику підпрограм 89.5 KB
  Один з ефективних способів створення великих програм, технологія низхідного проектування, полягає в їх конструюванні за принципом «розділяй і пануй»: програма розглядається як набір маленьких фрагментів, кожний з яких виконує певну логічно завершену дію, може бути виконаний декілька...
69103. Рекурсія. Рекурсивні означення та підпрограми 104.5 KB
  Кожний ідентифікатор у програмі характеризується областю дії імені або областю видимості. Область видимості ідентифікатора - це область программ, в якій можна посилатися на даний ідентифікатор. У мові Раsсаl припускається довільна послідовність і кількість розділів, в яких іменуються ті чи інші об’єкти.
69104. Ініціалізація графічного режиму 52 KB
  Відеоадаптер персонального комп’ютера може працювати в одному із двох режимів - текстовому або графічному. У текстовому режимі на екрані дисплея відображаються лише символи. У графічному режимі мінімальним елементом зображення на екрані дисплея є піксел, або графічна точка.
69105. Графічні процедури й функції 80 KB
  Використання інших кольорових відтінків вимагає доволі складної техніки керування кольоровими палітрами, але її розгляд не належить до кола завдань даного підручника. Синтаксис процедур і функцій, що встановлюють кольори ліній і фону, наведено в табл. 5.1. Зазначимо, що установка кольору впливає...
69106. Побудова графіків функцій. Претворення координат і об’єктів 63 KB
  Для зображення графіка слід перевести логічні координати його точок у їх екранні еквіваленти. 3 урахуванням того що центр логічної системи координат збігається із центром екрана а також того що напрям екранної вісі ординат є зворотним до напряму логічної вісі ординат отримаемо таку формулу...
69107. Анімаційні ефекти 46.5 KB
  Найпростіший спосіб реалізації цього ефекту полягає в тому щоб намалювати зображення певним кольором а потім приховати його шляхом повторного малювання в тих самих графічних координатах кольором фону. Наступного разу зображення відтворюється вже в нових координатах.
69108. Фрактальні зображення 49.5 KB
  Залежно від початкових умов функція що описує таку систему перетворень може наблизитися до нескінченності збігтися до певного скінченного числа числового діапазону або нескінченно варіюватися у певному діапазоні. Множина Мандельброта визначається таким рівнянням...
69109. Теорія і методи структурного програмування 143 KB
  Згодом вона поділяється на підпрограми які декомпонуються на підмодулі наступного рівня. Під час низхідного проектування програми на верхніх рівнях абстракції деталі приховують а на нижніх рівнях вони описуються конкретною мовою програмування.
69110. Використання модулів у Borland Pascal 7.0. Структура модуля 55 KB
  Структура модуля. Структура модуля 3. До складу модуля можна включати оголошення констант типів змінних а також оголошення і реалізацію процедур і функцій. Структура модуля Модуль складається із заголовка інтерфейсної реалізаційної й ініціалізаційної частин.