[科普中国]-实时处理程序

概念

实时处理程序又称“实时操作系统”，是一类特殊的多道程序系统，主要应用于需要对外部事件进行及时响应并处理的领域。

所谓的实时就是立即或及时之意，具体含义是指计算机系统能够及时响应随机发生的外部事件的请求，在规定的时间内完成对事件的处理，并能控制所有实时设备和实时任务协调运行。

实时系统可以分为实时控制系统和实时信息系统，两者的主要区别一是服务对象，二是对响应时间的要求。

应用实时控制系统实时控制系统通常以计算机为中心的过程控制系统，也称为计算机控制系统。它既用于生产过程中的自动控制，如机械加工、钢铁冶炼、发电、炼油等工业过程控制应用系统中，要求计算机及时采集和处理现场信息，进而控制有关执行机构，使某些参数（如温度、压力、流量）在规定的范围内，从而达到提高质量、增加产量、节约能源以及实现生产过程自动化之目的；也可用于监测制导型控制，如武器装备的制导、交通控制、导弹火箭与航空航天器的发射、制导等。这样的控制系统，根据控制对象的不同，还可分为开环控制和闭环控制。

实时信息系统实时信息系统通常指实时信息处理系统，它可以是主机型多终端的连机系统，也可以是远程在线（online）式的信息服务系统，还可以是网络互联式的信息系统。作为信息处理的计算机要及时响应终端用户或远程终端用户的服务请求，进行信息的检索、存储、修改、更新、删除和处理，并及时对用户做出应答。实时信息系统的开发都是与具体的应用领域分不开的，如航空定票系统、情报检索系统、信息查询系统等。1

处理类型实时处理突出了系统处理的即时性或响应性，它通常能对随机发生的事件就那些随时处理，并立即送回处理结果，其响应时间绝对满足对象系统的业务要求。

实时处理有着非常广泛的应用领域。每一个实时系统都有固定的处理对象，根据作业的固有特征，实时系统可分为3种处理类型。

过程控制让计算机时刻监视受控对象的状态，实施即时控制。常见的有化学过程、生产管理、电力输送等资源分配控制。过程控制的主要特点是，所需信息通过传感器输入，系统的响应条件十分严格，整个过程无人介入。

指令控制在系统运行中可输入人的决策信息，以便随时对控制策略进行修正。常见于列车运行控制、道路交通管理、航空调度管理及军事应用等大规模控制系统。这种控制要解决的主要问题是人—机接口问题。

在实时系统中，任务提交给系统的时间和数量可能存在很大的随机性，因此在一个较短的时期内，有可能超出系统的处理能力，使系统出现“过载”现象。当出现过载现象时，系统要有一定的防护能力。比如，在一些过程控制系统中，当发生短期超载时，抛弃一部分不重要的任务，或者降低这些不重要任务的服务频率等，以保证某一重要的任务，或者降低这些不重要任务的服务频率等，以保证某一重要任务的及时响应。

由于实时处理对响应时间的要求十分严格，因为系统的安全性成为一个重要问题。比如为了防止信息破坏造成系统瘫痪，需要用信息热备份，出现故障时可及时修复。此外，在硬件设计中常常加入容错技术，使得一般性故障不影响系统的正常运行。

询问响应系统备有一个综合信息库，供多台终端上的用户进行联机信息查询。对于各台终端输入的处理要求，立即处理完并送回处理结果。常见的有飞机票或火车票订票、股票交易、情报检索、公共信息服务、银行业务、库存管理等。由于这种处理中，大多数用户要求的响应时间都较长，因而系统的实时性比较弱，所以也简单地称之为“联机处理”。2