1.2 Harte und weiche Echtzeitsysteme Flashcards
DIN-Norm 44300
definiert Echtzeitbetrieb:
* Betrieb eines Rechnersystems,
* bei dem Programme zur Verarbeitung anfallender Daten ständig betriebsbereit sind,
* derart, dass die Verarbeitungsergebnisse innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne verfügbar sind
Echtzeitsystem - Definition
ein System, bei dem das Ergebnis innerhalb einer vorab festgelegten Zeitspanne garantiert berechnet werden kann
Echtzeitsystem - Zeitschranke
- Berechnung muss zu einer bestimmten Zeitschranke (Deadline) vollzogen sein
- wird ihm durch seine Umgebung auferlegt
Echtzeitsystem - Anforderungen
Korrektheit des Systemverhaltens abhängig von:
* logischen Ergebnissen der Berechnungen
* physikalischen Zeitpunkt, zu dem Ergebnisse erzeugt werden
-> “Computersystem liefert das Berechnungsergebnis nicht nur mit dem richtigen Wert, sondern auch rechtzeitig”
Korrektheit des Systemverhaltens
- Schwerpunkt liegt nicht darauf, dass die Datenverarbeitung besonders schnell erfolgt,
- sondern, dass sie mit ausreichender Geschwindigkeit für die jeweilige Anwendung gewährleistet ist
Abb. Korrektheit in Echtzeitsystemen
Echtzeitsysteme - direkte Anforderung
Rechtzeitigkeit
-> Ausgabedatenmüssen rechtzeitig berechnet werden und zur Verfügung stehen
-> Eingabedaten müssen rechtzeitig abgeholt werden
Zeitbedingungen - in Abhängigkeit der Strenge und Qualität
oft nicht ausreichend, Echtzeit über Reaktionszeit zu definieren
-> ergänzend wird Zuverlässigkeit bei der Erfüllung dieser Reaktionszeit definiert
-» harte und weiche Echtzeitsysteme
hartes Echtzeitsystem - allgemein
Betriebssystem, welches maximale Zeitspanne zur Ausführung von Operationen definitiv garantieren kann
-> es muss sicherstellen, dass die Echtzeitaufgabe innerhalb der angegebenen Frist abgeschlossen wird
Abb. Ablauf eines harten Echtzeitsystems
hartes Echtzeitsystem - Anwendungsbereiche
dort, wo Überschreiten der maximalen Zeitspanne zu unmittelbaren Schäden führt
hartes Echtzeitsystem - Anwendungsbeispiele
- Airbag-System
- Autopilotsystem im Flugzeug
- Raketenleitsysteme
- Waffenabwehrsysteme
- medizinische Systeme
- Bahnsignalanlagen
- Steuerung von Chemieanlagen
- Herzschrittmacher
weiche Echtzeitsystem - allgemein
Betriebssystem kann Operationen nur bedingt in einer bestimmten Zeit ausführen
-> Einhaltung der Frist ist nicht für jede Aufgabe obligatorisch
Abb. Ablauf eines weichen Echtzeitsystems
weiche Echtzeitsystem - Anwendungsbeispiele
- Audio- und Videosysteme
- Wetterüberwachungssysteme
- Multimedia-System
- Online-Transaktionssysteme
- Telefonvermittlung
- Mobilkommunikation
Harte Echtzeitsysteme - Unterschied zu Weichen
sind aufgebaut, dass bereits eine einzige Fehlleistung im Hinblick auf die Einhaltung der Fristen einen kompletten Ausfall des gesamten Systems bewirken kann
Weiche Echtzeitsysteme - Fehlleistungen
- einzelne oder sogar mehrere Fehlleistungen im Hinblick auf die Einhaltung der Fristen führen nicht zu einem kompletten Ausfall des gesamten Systems
- erbrachte Leistung wird lediglich als fehlerhaft gesehen, führt aber nicht zu einem Totalausfall
Hartes Echtzeitsystem - Datenmengen
kleine bis mittlere Datenmengen
Weiches Echtzeitsystem - Datenmengen
größere Datenmengen
Hartes Echtzeitsystem - Reaktionszeit
kürzer (ca. eine Millisekunde)
Weiches Echtzeitsystem - Reaktionszeit
in der Regel höher als 1 Millisekunde
Hartes Echtzeitsystem - Spitzenlastleistung
ist in der Regel vorgegeben und daher plan- und vorhersehbar
Weiches Echtzeitsystem - Spitzenlastleistung
- Es können Lastspitzen auftreten
- führen innerhalb bestimmter Toleranzen nicht zu einem Systemausfall
Hartes Echtzeitsystem - Sicherheit
ist in diesem System entscheidend
Weiches Echtzeitsystem - Sicherheit
Sicherheit ist in diesem System nicht entscheidend
Hartes Echtzeitsystem - restriktiver Charakter
System ist sehr restriktiv, da hier wesentlich strengere Regeln gelten
Weiches Echtzeitsystem - restriktiver Charakter
System ist weniger restriktiv
Hartes Echtzeitsystem - Berechnung
Im Falle eines Fehlers wird die Berechnung rückgängig gemacht
Weiches Echtzeitsystem - Berechnung
Berechnung wird auf einen zuvor festgelegten Kontrollpunkt zurückgesetzt, um eine Wiederherstellungsmaßnahme einzuleiten
