Информационные системы реального времени. Компьютерные системы реального времени находят применение в различных областях науки и техники экспериментальные научные исследования, измерительная техника, автоматизированные системы управления, медицина, ядерная энергетика, военная техника и т.д. Формальное определение систем реального времени можно дать в следующем виде система реального времени- это система типа возбуждение- отклик причина- следствие, в которой время реакции на возбуждение отклик или следствие либо ограничено возникновением любого другого возбуждения, либо проходит параллельно с новым возбуждением.
Часто под вычислительной системой реального времени понимается аппаратно-программный комплекс, позволяющий сформировать определенные сигналы или параметры в темпе времени, соответствующем изменению данных на входе.
Системы реального времени сильно привязаны к окружающим событиям. Любое действие или бездействие такой системы не остается без последствий.
Достаточно сложным является организация действий системы на параллельные запросы, поэтому особое внимание в работе уделяется синхронизации процессов. Для программ реального времени особенно важной проблемой становится распределение ресурсов и их управляемость. Создание программного обеспечения для ИС реального времени достаточно сложная задача. Анализ результатов работы в жестких временных ограничениях и условиях параллелизма значительно труднее, чем в последовательных системах.
В случае обнаружения ошибки в работе ИС реального времени достаточно сложно бывает обнаружить причину ошибки. Многозадачность Операции, выполняемые в реальном времени и в режиме многозадачности, играют важную роль в любой системе сбора информации и управления, но основным препятствием к их реализации является несовершенство операционной системы компьютера особенно персонального. Необходимость режима реального времени объясняется тем, что требуется мгновенно распознавать процессы и реагировать на них. Нет никакого смысла регистрировать возмущения процесса и анализировать их после события.
Кроме того, система должна обладать способностью выполнять одновременно несколько задач. Например, может возникнуть аварийная ситуация, требующая регулировки исполнительного устройства и получения отчетных данных, описывающих событие. После завершения сбора данных может возникнуть необходимость вывести их в графической или табличной форме, выполнить преобразования или расчеты, получить печатные документы или записать данные на диск. Многозадачность в реальном времени позволяет операторам, техникам и инженерам принимать решения во время работы системы, основываясь на значащей информации.
Кроме того, она позволяет анализировать данные ретроспективно как для того, чтобы вернуться к событию, которое произошло очень быстро, так и для того, чтобы провести статистический анализ и сравнение на более высоком уровне, не прерывая сбора данных.
Управление процессами Автоматизированное управление процессами может быть прямым либо диспетчерским. Прямое управление ИИС имеет средства прямого управления, и регулирующие воздействия формируются на основе оценки параметров процессов и их сравнении с установленными или расчетными значениями. ИК осуществляет регулировки, которые зависят от установленных пределов или являются результатом выполнения определенного алгоритма.
Пример- система автоматического поддержания климата, охраны и сигнализации в здании. В каждом помещении установлены датчики и приборы поддержания климата и охраны. Компьютер опрашивает датчики, сравнивает показания с установленными пределами, проверяет права доступа и формирует управляющие сигналы, соответствующие интерфейсу приборов поддержания климата и охраны. Диспетчерское управление компьютер ИИС не выполняет прямых действий по измерению параметров процессов и управлению исполнительными устройствами.
Компьютер служит лишь диспетчером для автономных контроллеров, соединенных цифровой магистралью. Компьютер загружает значения аварийных пределов, контрольные интервалы, константы и профили выполнения регулировок- информацию, необходимую контроллерам для осуществления регулировок и измерений. После этого контроллеры работают автономно. В приведенном выше примере компьютер лишь формирует профили управления и контрольные интервалы с отображением состояния датчиков.
ИС реального времени необходимы как для прямого, так и для диспетчерского управления.