Аппаратные и программные средства систем реального времени | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Информатика

Опубликовано в Молодой учёный №19 (153) май 2017 г.

Дата публикации: 14.05.2017

Статья просмотрена: 113 раз

Библиографическое описание:

Иванов К. К. Аппаратные и программные средства систем реального времени // Молодой ученый. — 2017. — №19. — С. 27-29. — URL https://moluch.ru/archive/153/43312/ (дата обращения: 21.07.2018).



Статья посвящена автоматизированным системам управления реального времени, их аппаратным и программным средствам.

Ключевые слова: автоматизированные системы управления, системы реального времени, аппаратные средства, программные средства

Каждая информационная система характеризуется некоторым набором величин, значения которых характеризуют эффективность ее работы. Этой величиной может быть, например, время реакции системы на внешнее воздействие, длительность выполнения процесса или момент перехода системы в определенное состояние. Все эти величины являются временными характеристиками. Тогда, когда для этих величин заданы жесткие ограничения на то, какие значения они могут принимать (наименьшее и наибольшее значения), информационная система становится системой реального времени. Выход временной характеристики за границы является отказом системы. Однако для этой системы должна выполняться еще одно условие — она должна быть автоматизированной, то есть работать при участии человека (оператора) в качестве звена общей цепи управления объектом.

Автоматизированные системы управления реального времени решают объемный перечень задач, основными из которых являются следующие:

1) Сбор данных о состоянии и поведении управляемого объекта;

2) Преобразование, сохранение, передача и отображение этих данных;

3) Анализ данных и принятие решений;

4) Выдача управляющих воздействий на объект.

Системы реального времени можно классифицировать по двум параметрам:

1) По возможности выхода временной характеристики за границы:

– Системы жесткого реального времени, в которых невозможен выход временной характеристики за установленные границы;

– Системы мягкого реального времени, в которых иногда временная характеристика может выходить за установленные границы;

2) По типу:

– Автоматизированные системы управления технологическими процессами, например, система управления конвейером завода;

– Автоматизированные системы научных исследований и комплексных испытаний, например, система вибрационных испытаний компонентов ракетной техники;

– Встроенные системы управления, которые используются для управления работой несложных объектов, например, мобильными телефонами, микроволновыми печами или стиральными машинами;

– Бортовые системы управления, которые используются для управления различными видами техники, например, автомобилями, танками или самолетами.

Любая система реального времени характеризуется набором аппаратных и программных средств. Аппаратные средства делятся на две группы: средства вычислительной техники и специализированные устройства для связи ЭВМ с объектом. В рамках программных средств обычно рассматривают операционную систему.

К средствам вычислительной техники относятся следующие:

1) Промышленные персональные электронно-вычислительные машины, предназначенные для сбора данных, управления объектами, обработки, визуализации и хранения потоков данных;

2) Промышленные контроллеры и программируемые логические контроллеры — это полноценные микроэлектронно-вычислительные машины, которые невелики по размерам, недороги, обладают сравнительно небольшой вычислительной мощностью, но развитыми средствами коммуникации;

3) Цифровые сигнальные процессоры и цифровые микроконтроллеры — это компактные и дешевые устройства, предназначенные для решения несложных типовых задач автоматизации управления во встроенных и бортовых системах.

Все эти средства вычислительной техники должны быть легко конфигурируемы, надежны в работе, обладать развитой системной службой времени и системой обработки прерываний, простой системой команд и способов адресации, иметь возможность подключения большого количества внешних устройств.

К специализированным устройствам для связи электронно-вычислительной машины с объектом относятся следующие:

1) Датчики — это первичные измерительные преобразователи, на которые непосредственно действует измеряемая величина;

2) Промежуточные измерительные преобразователи — это элементы, занимающие в измерительной цепи место после первичного измерительного преобразователя и предназначенные для преобразования выходного сигнала в удобную для дальнейшей передачи форму;

3) Аналого-цифровые преобразователи, которые преобразуют электрический сигнал в числовой;

4) Цифро-аналоговые преобразователи, которые преобразуют числовой сигнал в электрический;

5) Коммутаторы аналоговых сигналов, которые предназначены для применения в системах селективной обработки аналоговых сигналов;

6) Исполнительные устройства, которые оказывают непосредственное воздействие на управляемые объекты.

Для операционной системы, рассматриваемой в качестве программного средства системы реального времени, помимо стандартных задач управления пользовательскими программами и ресурсами (процессоры, оперативная память, диски, принтеры, клавиатуры, мыши, дисплеи, сетевые интерфейсы) выдвигаются такие требования как предсказуемость поведения во временной области и масштабируемость. При выполнении данных требований операционные системы становятся встраиваемыми операционными системами реального времени.

Таким образом, системами реального времени являются автоматизированные системы, временные характеристики которых жестко ограничены наименьшим и наибольшим значениями, однако их набор аппаратных и программных средств является примерно таким же, как и у обычных автоматизированных информационных систем.

Литература:

  1. Климентьев, К. Е. Системы реального времени: обзорный курс лекций. / К. Е. Климентьев. — Самара: Самар. гос. аэрокосм. ун-т, 2008. — 45 с.
  2. Древс, Ю. Г. Технические и программные средства систем реального времени: учебник. / Ю. Г. Древс. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. — 334 с.: ил.
  3. Таненбаум, Э. Современные операционные системы. 4-е изд. / Э. Таненбаум, Х. Бос. — СПб.: Питер, 2015. — 1120с.: ил.
Основные термины (генерируются автоматически): реальное время, система, Автоматизированная система управления, временная характеристика, средство, вычислительная техника, набор аппаратных, информационная система, сбор данных, операционная система.


Похожие статьи

Управление в системах реального времени | Статья в журнале...

реальное время, система, автоматизированная система управления, средство переработки информации, управление, внешняя среда, процесс управления, процесс принятия, классификация систем управления...

Использование SCADA-технологий в современных...

Диспетчерское управление и сбор данных (SCADA Supervisory Control And Data Acquisition) является основным и в настоящее время остается наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами)...

Программно-аппаратные средства защиты... | Молодой ученый

В конце 20 века, перейдя на новую ступень развития в области инфотелекоммуникационных технологий, человечество осознало, что для внедрения их в повседневную жизнь необходима стойкая система защиты своего автоматизированного рабочего места (АРМ)...

Программные компоненты многопроцессорных устройств

В статье рассмотрено применение многопроцессорных устройств, преимущества и возможности их применения. Ключевые слова: информационная технология, процессор, вычислительная техника, операционные системы, программное обеспечение.

Сравнительный анализ программного обеспечения систем...

Система диагностики состояния кластерной гибридной вычислительной системы на базе графических процессоров. Представляет собой комплексное программное обеспечение, осуществляющее сбор, хранение и визуализацию полученных данных от компонентов...

Автоматизированные системы управления | Статья в журнале...

Рост систем, в частности энергетических, с которыми имеет дело человек, привел к трудностям в переработке человеком информации. Поэтому возникла необходимость повышения эффективности процесса обработки информации при управлении техническими и...

Разработка алгоритма получения вибрационных характеристик...

В настоящее время автоматизированные системы испытаний авиационных ГТД строятся в основном на использовании персональных ЭВМ. В области автоматизации испытаний в настоящее время выработан единый подход к построению автоматизированных систем...

Разработка информационного обеспечения...

Разработка информационного обеспечения автоматизированной системы управления процессом выпаривания в производстве плантаглюцида при помощи программного обеспечения ICONICS Genesis 32.

Современное имитационное оборудование для...

Современное имитационное оборудование для автоматизированных систем управления.

Операционную часть; ‒ Необходимого комплекта драйверов, в зависимости от используемого модульного состава в имитационном оборудовании

Управление в системах реального времени | Статья в журнале...

реальное время, система, автоматизированная система управления, средство переработки информации, управление, внешняя среда, процесс управления, процесс принятия, классификация систем управления...

Использование SCADA-технологий в современных...

Диспетчерское управление и сбор данных (SCADA Supervisory Control And Data Acquisition) является основным и в настоящее время остается наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами)...

Программно-аппаратные средства защиты... | Молодой ученый

В конце 20 века, перейдя на новую ступень развития в области инфотелекоммуникационных технологий, человечество осознало, что для внедрения их в повседневную жизнь необходима стойкая система защиты своего автоматизированного рабочего места (АРМ)...

Программные компоненты многопроцессорных устройств

В статье рассмотрено применение многопроцессорных устройств, преимущества и возможности их применения. Ключевые слова: информационная технология, процессор, вычислительная техника, операционные системы, программное обеспечение.

Сравнительный анализ программного обеспечения систем...

Система диагностики состояния кластерной гибридной вычислительной системы на базе графических процессоров. Представляет собой комплексное программное обеспечение, осуществляющее сбор, хранение и визуализацию полученных данных от компонентов...

Автоматизированные системы управления | Статья в журнале...

Рост систем, в частности энергетических, с которыми имеет дело человек, привел к трудностям в переработке человеком информации. Поэтому возникла необходимость повышения эффективности процесса обработки информации при управлении техническими и...

Разработка алгоритма получения вибрационных характеристик...

В настоящее время автоматизированные системы испытаний авиационных ГТД строятся в основном на использовании персональных ЭВМ. В области автоматизации испытаний в настоящее время выработан единый подход к построению автоматизированных систем...

Разработка информационного обеспечения...

Разработка информационного обеспечения автоматизированной системы управления процессом выпаривания в производстве плантаглюцида при помощи программного обеспечения ICONICS Genesis 32.

Современное имитационное оборудование для...

Современное имитационное оборудование для автоматизированных систем управления.

Операционную часть; ‒ Необходимого комплекта драйверов, в зависимости от используемого модульного состава в имитационном оборудовании

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Управление в системах реального времени | Статья в журнале...

реальное время, система, автоматизированная система управления, средство переработки информации, управление, внешняя среда, процесс управления, процесс принятия, классификация систем управления...

Использование SCADA-технологий в современных...

Диспетчерское управление и сбор данных (SCADA Supervisory Control And Data Acquisition) является основным и в настоящее время остается наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами)...

Программно-аппаратные средства защиты... | Молодой ученый

В конце 20 века, перейдя на новую ступень развития в области инфотелекоммуникационных технологий, человечество осознало, что для внедрения их в повседневную жизнь необходима стойкая система защиты своего автоматизированного рабочего места (АРМ)...

Программные компоненты многопроцессорных устройств

В статье рассмотрено применение многопроцессорных устройств, преимущества и возможности их применения. Ключевые слова: информационная технология, процессор, вычислительная техника, операционные системы, программное обеспечение.

Сравнительный анализ программного обеспечения систем...

Система диагностики состояния кластерной гибридной вычислительной системы на базе графических процессоров. Представляет собой комплексное программное обеспечение, осуществляющее сбор, хранение и визуализацию полученных данных от компонентов...

Автоматизированные системы управления | Статья в журнале...

Рост систем, в частности энергетических, с которыми имеет дело человек, привел к трудностям в переработке человеком информации. Поэтому возникла необходимость повышения эффективности процесса обработки информации при управлении техническими и...

Разработка алгоритма получения вибрационных характеристик...

В настоящее время автоматизированные системы испытаний авиационных ГТД строятся в основном на использовании персональных ЭВМ. В области автоматизации испытаний в настоящее время выработан единый подход к построению автоматизированных систем...

Разработка информационного обеспечения...

Разработка информационного обеспечения автоматизированной системы управления процессом выпаривания в производстве плантаглюцида при помощи программного обеспечения ICONICS Genesis 32.

Современное имитационное оборудование для...

Современное имитационное оборудование для автоматизированных систем управления.

Операционную часть; ‒ Необходимого комплекта драйверов, в зависимости от используемого модульного состава в имитационном оборудовании

Управление в системах реального времени | Статья в журнале...

реальное время, система, автоматизированная система управления, средство переработки информации, управление, внешняя среда, процесс управления, процесс принятия, классификация систем управления...

Использование SCADA-технологий в современных...

Диспетчерское управление и сбор данных (SCADA Supervisory Control And Data Acquisition) является основным и в настоящее время остается наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами)...

Программно-аппаратные средства защиты... | Молодой ученый

В конце 20 века, перейдя на новую ступень развития в области инфотелекоммуникационных технологий, человечество осознало, что для внедрения их в повседневную жизнь необходима стойкая система защиты своего автоматизированного рабочего места (АРМ)...

Программные компоненты многопроцессорных устройств

В статье рассмотрено применение многопроцессорных устройств, преимущества и возможности их применения. Ключевые слова: информационная технология, процессор, вычислительная техника, операционные системы, программное обеспечение.

Сравнительный анализ программного обеспечения систем...

Система диагностики состояния кластерной гибридной вычислительной системы на базе графических процессоров. Представляет собой комплексное программное обеспечение, осуществляющее сбор, хранение и визуализацию полученных данных от компонентов...

Автоматизированные системы управления | Статья в журнале...

Рост систем, в частности энергетических, с которыми имеет дело человек, привел к трудностям в переработке человеком информации. Поэтому возникла необходимость повышения эффективности процесса обработки информации при управлении техническими и...

Разработка алгоритма получения вибрационных характеристик...

В настоящее время автоматизированные системы испытаний авиационных ГТД строятся в основном на использовании персональных ЭВМ. В области автоматизации испытаний в настоящее время выработан единый подход к построению автоматизированных систем...

Разработка информационного обеспечения...

Разработка информационного обеспечения автоматизированной системы управления процессом выпаривания в производстве плантаглюцида при помощи программного обеспечения ICONICS Genesis 32.

Современное имитационное оборудование для...

Современное имитационное оборудование для автоматизированных систем управления.

Операционную часть; ‒ Необходимого комплекта драйверов, в зависимости от используемого модульного состава в имитационном оборудовании

Задать вопрос