[科普中国]-执行实时系统

概念

执行实时系统又称“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

特征实时系统具有如下特征：

及时性。实时系统的及时性是非常关键的，主要反映在对用户的响应时间的要求上。实时系统对响应时间的要求较之分时系统更为严格。分时系统的响应时间是以人们通常能够接受的等待时间来确定，例如2~3秒；而实时系统的响应时间是以被控对象或信息处理服务请求所能接受的延迟来确定的，它可能是秒级，也可能是毫秒、微秒级。

多路性。对实时控制系统，多路性主要表现在经常对多路的现场信息进行采集、处理和对多个对象或多个执行机构进行控制；实时信息系统按分时原则为多个终端用户服务。

独立性。对实时控制系统中信息的采集和对对象的控制是彼此独立、互不干扰的；在实时信息系统中，每个终端用户在向实时系统提出服务请求时，也是彼此独立操作、互不干扰。

交互性。由于实时系统绝大多数都是专用系统，因此对用户能进行的干预赋予了不同的权限，例如，实时控制系统在某些情况下不允许用户干预，而实时信息系统只允许用户在其授权范围内访问有关的计算机资源。

可靠性。实时系统要求系统高度可靠，这是实时系统最重要的设计目标之一。对实时控制系统，尤其是重大控制项目，如航空航天、核反应、武器控制等，任何差错都可能导致灾难性后果；对实时信息系统，则要求数据与信息的完整性。因此，在实时系统中，必须考虑容错机制，以保证系统的安全和数据的安全。2