实时操作系统 基本模型

被特别设计为能够及时和可预测地响应外部事件的计算机系统称为 实时系统 。阅读本教程以了解实时系统的 基本模型 。但在此之前，让我们先了解实时系统的基础知识。

什么是实时系统

一种能够及时和可预测地响应外部事件的计算机系统称为 实时系统 。实时系统广泛应用于各种应用领域，如工业自动化、机器人技术、汽车工程、医疗仪器、科学和工程系统等。

实时系统以其在一定时间范围内响应输入的能力而闻名。然而，实时系统需要更复杂的系统架构才能正确和安全地工作。

根据对输入的响应时间要求，实时系统分为两种类型，即 硬实时系统 和 软实时系统 。

对于在严格的时间要求下运行，并且错过截止日期可能导致严重损失的实时系统被称为硬实时系统。一些常见的硬实时系统例子包括医疗仪器、汽车和飞行控制系统等。

另一方面，具有灵活的时间要求，错过截止日期不会造成重大损失的实时系统被称为软实时系统。软实时系统的常见例子包括视频会议系统、媒体系统、公共电信系统等。

实时系统通过传感器和其他外部输入设备接收输入，并在实时处理这些输入信号以产生输出。因此，实时系统使用各种硬件组件和软件应用程序来实现。

现在，我们来详细了解实时系统的基本模型。

实时系统的基本模型

实时系统的基本模型由以下三个主要组成部分组成：

操作环境

实时系统的 操作环境 是系统外部的世界，从中接收输入信号。实时系统的操作环境被建模为随时间发生的一系列输入事件。

受控系统

实时系统的 受控系统 通常是一个能够处理来自操作环境接收到的输入信号并产生输出信号的计算单元。它由几个硬件和软件组件组成，执行基于输入信号的指令处理。

反馈系统

实时系统的 反馈系统 是一个由硬件和软件组件组成的系统，使系统能够实时响应输入和输出的变化。它由两个主要部分组成，一个是反馈控制器，另一个是反馈机制。

反馈机制监控系统输出的变化，并将其与参考信号进行比较。如果采样信号和参考信号之间存在差异，反馈控制器将采取纠正措施将输出信号调整到期望水平。

除了上述三个组件外，实际的实时系统还包括几个其他组件，如通信系统、性能监控系统、信号调节系统、输入输出接口等。

在这里，通信系统负责在系统内部或不同连接的系统之间实时传输数据。性能监控系统分析和提高系统的性能和效率。信号调节系统负责将物理事件转换为电信号，反之亦然。信号调节系统有两种类型，即输入调节系统（用于对传感器接收到的电信号进行调节）和输出调节系统（用于对计算单元接收到的电信号进行调节）。

接口用于将信号转换为所需的形式，即模拟到数字和数字到模拟的转换。实时系统中使用两种类型的接口，即输入接口（用于将模拟信号转换为数字信号）和输出接口（用于将数字信号转换为模拟信号）。

结论

总之，实时系统的基本模型由各种硬件和软件组件组成，用于及时可预测地处理来自外部事件的信号。如今，实时系统被广泛用于自动化、通信、机器人技术、天气预报、科学和工程应用、医疗设备、汽车等各种应用中。