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Autore Discussione: 02) Ma quanto è veloce il mio sistema veloce ? (Real Time e abusi linguistici)  (Letto 4965 volte)
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Discrete And Combinatorial Mathematics


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« inserita:: Maggio 09, 2008, 02:25:06 »

Q: Cosa significa parlare di applicazioni o sistemi "real time" ?

A: Un Sistema Operativo in Tempo Reale (Real Time Operating System, RTOS) è, genericamente, un sistema nel quale la correttezza del funzionamento non dipende solo dalla validità dei risultati, ma anche dal tempo impiegato a produrre tali risultati.
I RTOS, un tempo denominati anche "sistemi reattivi", sono caratterizzati da predicibilità e ripetibilità altamente deterministiche.

Posto che si definisce deadline il periodo di tempo massimo entro il quale è necessario che il sistema intraprenda una generica azione a seguito di un altrettanto generico evento, tali sistemi si suddividono ulteriormente in base alla tipologia applicativa e progettuale:

- Soft realtime, quando il superamento occasionale o sistematico delle deadlines non comporta effetti pericolosi per il sistema, l'impianto in cui è applicato, o addirittura gli operatori o altri esseri umani. In questa categoria ricadono la stragrande maggioranza dei sistemi ed applicazioni che si definiscono realtime (spesso senza altra precisazione).

- Hard realtime nei casi caratterizzati da deadlines altamente critiche, che MAI possono né devono essere superate durante il funzionamento, pena un grave danno economico o, peggio, in termini di salute e vite umane ed animali.

Un sistema hard realtime, inoltre, non può essere definito tale se si basa sulla media dei tempi di esecuzione, di attraversamento o di risposta per prevenire il caso peggiore. Tali sistemi devono essere progettati fin dall'inizio utilizzando algoritmi, strutture dati ed architetture error-proof: metodologie la cui correttezza sia formalmente dimostrabile, ben studiate in letteratura e testate nella pratica, totalmente diverse da quelle generiche impiegate nei comuni sistemi mainstream.

Banalmente, vale la relazione d'ordine più intuitiva: un sistema hard realtime completo (es. Posix PSE54) può fare anche tutto quello che fanno un sistema soft realtime e/o un qualsiasi generico sistema multiutente.

Esistono pochissimi sistemi operativi commerciali, proprietari ed accademici a cui si applica appieno la specifica di hard realtime, dettagliata e certificata dalle norme Posix 1003.x, ed in particolare dalla Posix 1003.13 ai livelli:
- PSE52 (Real-time controller system profile),
- PSE53 (Dedicated real-time system profile),
- PSE54 (Multi-purpose real-time system profile).


«Molti informatici adoprano il termine real-time in maniera piuttosto imprecisa. [...]
Dicono di avere un vincolo real-time quando sono preoccupati dell'impazienza di assicuratori o impiegati bancari seduti davanti ai loro terminali. Un sistema real-time, nella loro concezione, è semplicemente un sistema che necessita di essere "rapido come un coniglio". Se il sistema non rispetta il vincolo, gli utenti potrebbero annoiarsi, o addirittura spazientirsi.

Quando noi usiamo quel termine, il significato è alquanto diverso. [...]

Noi costruiamo sistemi residenti su un piccolo computer per telemetria, collegato ad una serie di sensori in grado di misurare campi elettromagnetici, temperature, vibrazioni sonore ed altri parametri fisici. Questi segnali vengono analizzati ed elaborati, i risultati sono trasmessi ad un computer remoto tramite un collegamento a banda larga.

Il nostro computer telemetrico si trova ad un estremo di una barra lunga un metro: al capo opposto si trova un ordigno nucleare. L'intero sistema viene calato in un apposito bunker sotterraneo. Quando l'ordigno esplode, il sistema embedded raccoglie i dati sul fronte principale della deflagrazione. I primi 2,25 millisecondi dopo l'esplosione sono i più interessanti.

Naturalmente, un bel po' prima del terzo millisecondo, le cose iniziano ad andare decisamente male per il nostro piccolo computer embedded.

Ecco, noi pensiamo a questo come un vero vincolo hard realtime»


Piccolo apoftegma riportato da Tom DeMarco (coautore del noto metodo analitico Yourdon-DeMarco) nell'introduzione allo storico, fondamentale lavoro di Hatley-Pirbhai "Strategies for real-time systems specifications". Traduzione ed evidenziazioni grafiche sono del sottoscritto.
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