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

71 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

74796. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля-Томсона. Точка инверсии 66 KB
  Рассмотрим эффект Джоуля — Томсона. На рис. 93 представлена схема их опыта. В теплоизолированной трубке с пористой перегородкой находятся два поршня, которые могут перемешаться без трения.
74797. Фазовые переходы. Параметры критического состояния 48.5 KB
  Фазой называется термодинамически равновесное состояние вещества отличающееся по физическим свойствам от других возможных равновесных состояний того же вещества. Переход вещества из одной фазы в другую фазовый переход всегда связан с качественными изменениями свойств вещества.
74798. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Критические параметры 51.5 KB
  Учитывая собственный объем молекул и силы межмолекулярного взаимодействия голландский физик И. Учет собственного объема молекул. Наличие сил отталкивания которые противодействуют проникновению в занятый молекулой объем других молекул сводится к тому что фактический свободный...
74799. Диаграмма фазовых состояний. Тройная точка 60 KB
  Если система является однокомпонентной, т. е. состоящей из химически однородного вещества или его соединения, то понятие фазы совпадает с понятием агрегатного состояния. одно и то же вещество в зависимости от соотношения между удвоенной средней энергией, приходящейся на одну степень...
74800. Адиабатическое дросселирование. Эффект Джоуля-Томсона 57.5 KB
  Подобный процесс но с реальным газом адиабатическое расширение реального газа с совершением внешними силами положительной работы осуществили английские физики Дж. После прохождения газа через пористую перегородку в правой части газ характеризуется параметрами...
74801. Физика как наука. Основные разделы, этапы развития. Связь с философией и техникой 32 KB
  Физика – наука о наиболее простых и общих формах движения материи и их взаимных превращениях. Физика и ее законы лежат в основе всего естествознания. Она относится к точным наукам и изучает количественные закономерности явлений и процессов в окружающем нас мире.
74803. Механика и ее разделы. Кинематика вращательного движения материальной точки. Связь между векторами линейных и угловых скоростей и ускорений 74 KB
  Вращательным движением абсолютно твердого тела называют такое движение при котором все точки тела движутся в плоскостях перпендикулярных к неподвижной прямой называемой осью вращения и описывают окружности центры которых лежат на этой оси роторы турбин генераторов и двигателей.
74804. Первый закон Ньютона. Инерция, масса. Инерциальные системы отсчета. Механический принцип относительности. Преобразование координат Галилея. Теорема сложения скоростей и независимость массы от скорости в классической механике 58.95 KB
  Механическое движение относительно и его характер зависит от системы отсчета. Первый закон Ньютона выполняется не во всякой системе отсчета а те системы по отношению к которым он выполняется называются инерциальными системами отсчета.