مقدمه ای بر سیستم های بلادرنگ (RealTime system)

سیستم های بلادرنگ به سیستم هایی گفته می شود، که در آنها وظیفه های مربوط به درخواست ها باید در کمتر از زمان مشخص شده ای اجرا شوند. از جمله کاربرد های این نوع سیستم ها می توان به سیستم های حساس پزشکی، برخی سیستم های نظامی، کنترل سیستم های نیروگاه های هسته ای و ... اشاره کرد. در این گونه سیستم ها باید پاسخ درخواست ها حتماً در زمان مشخصی ارسال گردد و در غیر اینصورت سیستم دچار اختلال شده و حتی در کاربردهای حساس می تواند منجر به یک فاجعه گردد. از این روست که نوع پیاده سازی، کنترل زمان پاسخ گویی،سربار و نحوه الگوریتم های پیاده سازی شده و همچنین بستر سیستم عامل(RTOS) و سخت افزار حائز اهمیت فراوان است.

به طور کلی سیستم های بلادرنگ و سیستم های توزیع زمانی دو پیاده سازی کاملاً متفاوت داشته و در نوع عملکرد کاملاً متفاوت عمل می کنند. زیرا به دلیل ماهیت پاسخ دهی بلادرنگ، حافظه اشتراکی و اشتراک زمانی عملاً کاربرد نخواهد داشت. به همین دلیل است که در سیستم های بلادرنگ معمولاً اثری از سیستم عامل های نسل جدید و مدرن به چشم نمی خورد و در اکثر آنها از رسانه های ذخیره سازی مانند هارد دیسک ها نیز خبری نیست.

سیستم های بلادرنگ نیز خود به دو گونه نرم و سخت تقسیم می گردند. گونه سخت معمولاً در کاربرد های بسیار حساس و خطرناک (مانند برخی کنترلرهای صنعتی) استفاده می گردد و به دلیل اینکه این گونه سیستم ها باید در کوتاه ترین زمان نسبت به وقایع واکنش نشان دهند در آن ها از سیستم عامل نیز استفاده نمی گردد . در مقابل سیستم های نرم قابلیت پاسخگویی چند واقعه را دارا بوده و قابلیت تقسیم بندی پدیده ها به بحرانی و غیر بحرانی را دارا می باشند. در این گونه سیستم ها اولویت اجرا همیشه با پدیده های بحرانی می باشد. از معایب این گونه سیستم ها نداشتن مهلت پاسخ می باشد که در موارد حساس می تواند مشکل ساز باشد. بدین معنا که پدیده های غیر بحرانی تا زمانی که پدیده های بحرانی پاسخ داده نشوند، بی پاسخ می مانند و این موضوع ممکن است سیستم را دچار تاخیر در پاسخگویی و طبعاً سیستم های وابسته را دچار درنگ نماید.

در پیاده‌سازی سیستم‌هایبلادرنگ نرم، در صورتی که نیاز باشد، می‌توان از سیستم عامل‌های مختلفی استفاده کرد. مثلاً در بسیاری سیستم‌ها که در ساختار ساده هستند، اما نیاز به پروتکل‌های شبکه دارد، می‌توان از سیستم عامل ویندوز به صورت ساده شده استفاده کرد. در این مورد انتخابهای مختلفی وجود دارد، برای مثال برخی خودپردازها از ویندوز ۹۸ خلاصه شده استفاده می‌کنند. سیستم‌های جهت‌یاب رادیویی ساخت صنایع داخلی در نسخه‌های مختلف از داس ۵، ویندوز ۹۸، ویندوز سی‌ایی (Windows CE)، ویندوز اکس‌پی‌ نهفته (Window XP Embedded) استفاده می‌کنند. برخی سیستم‌های مخابراتی ساخت ایران از سیستم عامل‌های نهفته VxWorks یا eCos استفاده می‌کنند که دومی سیستم عامل متن‌باز شرکت سیگنوس است و در حاضر توسط شرکت eCos Centric پشتیبانی می‌شود. لینوکس نهفته هم انتخاب دیگری است که می‌توان از آن برای این قبیل توسعه استفاده کرد.

در مجموعه های بزرگ صنعتی و نیروگاه ها و کاربرد های مشابه از شبکه های اترنت خاصی نیز استفاده می گردد که شبکه های بلادرنگ نامیده می شوند تا بتوانند این واکنش ها و پاسخ ها را بلافاصله به کنترلهای مربوطه منتقل کنند. نحوه پیاده سازی این گونه از شبکه ها نیز خود مبحث گسترده ایست که در حوصله این مقاله نمی گنجد.

 تالیف و گردآوری : وحید سلیم زاده

 شرکت ارتباط دهندگان رایانه (CCD)

 منابع : Wikipedia  و مقالات دانشگاه فردوسی مشهد

بازگشت