实时系统是计算机系统中的一个特殊系统
实时系统是计算机系统中的一个特殊系统。输出值和系统消耗的时间决定了系统的结果是否准确,即用户希望在很短的时间内获得最好、最有效的计算结果。过去,实时系统主要服务于国家军事安全。今天,随着该系统的研发,它广泛应用于我们社会生活的各个方面和环节,从洗衣机、烤箱到自动化生产线、医疗辅助机械、交通控制、天气预报预测、航天动力工程等。在软件开发中,实时系统中的软件部分逐渐成为软件开发中不可缺少的独立部分。
1.解释实时软件的内涵
实时软件是实时系统中的软件。当外部世界发生变化时,相应的实时系统会对这一变化做出反应,并在规定的时间内,依靠严格的控制,最大限度地获取数据来实现这一功能。特别要指出的是,这些控制是严格规范的,限制了实时系统的应用,只应用于其相应的方面。此外,实时系统具有高标准要求,主要体现在以下几个方面:一是时间方面,必须在规定时间内处理突发事件,超过时间造成不可弥补的损失;二是在正确性方面,在规定时间内对突发事件进行合理的逻辑判断和处理,保证了结果的正确性。与此同时,对实时系统的实时性也有一个普遍的误解,他们狭隘地认为实时性更快。第一次对外部情况做出反应是实时系统的优势,快速反应是实时要求,但两者有本质区别,不能混淆概念。有时快速反应并不意味着实现实时性。所谓实时性,是指需要在规定的时间内成功处理相应的外部事物和要求。实时系统软件除了具有一般软件系统的特点外,还具有:一是时间限制,即实时性。要求在规定的时间内对外部事物系统进行反应和处理;其次,稳定性。如果系统重启和故障恢复,系统将很快恢复,数据不会损坏;第三,多任务、并行性和分布性。实时系统可以同时处理外部世界或分布广泛的多个问题和任务,有效保证处理结果的可靠性。这种处理的有效性和可靠性是由系统的实时性决定的;最后,对于操作系统的底层,实时操作系统是实时软件应用中使用的操作系统,需要在优先分配机制和内存锁定机制的控制下同步处理多个任务。特别要注意的是,对于系统中的语言开发原则,要坚持实时原则,选择实时语言,并行处理多个任务。
2.探讨实时软件开发方法
与普通实时软件相比,复杂性是两者的共同点。实时系统软件也有自己的特殊要求,即时间控制因素,这是实时软件结构和开发方法的优势。
2.1实时分析技术
基于解决的事实问题或既定目标,对实时系统的软硬件部分进行全面分析,然后拆解硬件和软件,为实时软件的设计奠定基础。这是实时系统在分析阶段需要完成的任务。建模和仿真技术是实时系统分析后应用的技术。在建模实时系统元素时,分析人员必须充分利用数学辅助工具。此外,分析人员在这个过程中应该特别注意把握时间长短和估计资源大小。在数据流分析的基础上,分析人员应建模实时系统的硬件和软件元素,以概率的形式控制,这是数学分析方法应注意的。同时,如何评估系统的时间和资源大小,需要分析人员通过网络分析、序列论、图形论和数据模型进行推导。基于RMS理论,能够分析并行多任务的分析技术是为辅助RMAM的分析方法而设置的理论。判断RMS在实时系统中处理并行任务是否能满足实时依据,即是否采用RMA分析技术。分析系统的性能需要使用模拟和建模工具,软件工程师也可以构建一个模型,通过这种形式,可以有效地理解系统的操作。为了建立一个实时系统的概念模型,需要通过系统的状态图、活动图和模块图,这就是系统的建模方法。然后在建立模型的基础上,分析和模拟系统的行为和执行情况,测试系统是否一致和完整,最后总结真实系统中的各种数据和特性。
2.2实时设计和实现技术
如何在给定的时间控制下完成系统的目标是实时设计阶段的主要任务。实时软件设计中必须考虑优先权的选择、多任务和并行、同步和异步、时间约束等问题。通常,通过扩展一些非实时设计方法是实时软件设计方法所采用的手段,而基于过程的模块化设计方法是传统实时软件设计方法所采用的手段。不仅可以采用自上而下、结构化的程序设计,还可以采用图形化的语言描述设计,还可以采用有限状态机和Petir网络、信息传输系统或某种特殊语言是利用面向数据设计的实时软件开发方法研究的基本方法。
2.3传统实时软件开发方法应注意的问题
由于实时软件在各个领域的应用,实时软件面临着越来越多的问题,最终使实时软件非常复杂。传统的实时软件已经不能适应过程设计方法中变化的新情况。主要存在以下问题:首先,分别处理过程和数据,使现实世界的实际情况失去本来面目,加剧了分析设计现实世界的难度;其次,采用分层功能模块划分系统没有统一的划分原则。最严重的是,其他开发人员的主观观点完全影响了组织软件单元和系统的划分,从而失去了客观性,加剧了实时软件开发的难度;最后,由于人为的局限性,调度的分析和描述过程也相当复杂。
3.结语
随着电子信息技术的发展,在研究实时软件开发时,要有突破和创新的斗志。在分析研究现实的基础上,要不断完善实时软件,从而达到更好地服务社会的目的。
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