Programacion En Tiempo Real

-Según Young (1982), un sistema de tiempo de real es "cualquier actividad de proceso de información o sistema que tiene que responder a estímulos generados externamente dentro de un plazo especificado y finito".

-Computación rápida: es minimizar el tiempo de respuesta medio de un conjunto dado de tareas.

-Computación de tiempo real: es garantizar los requisitos temporales individuales de cada tarea.

-La propiedad mas importante de un STR es la predicibilidad (Stankovic).

-En los sistemas de tiempo real el computador actua junto condispositivos físicos. Está dedicado al control y monitorización de estos equipos.

-Los sistemas de tiempo real se denominan sistemas empotrados

-Campos de aplicación de los sistemas de tiempo real son los siguientes:

*Aviónica

*Control del tráfico aéreo

*Control de trenes

*Telecomunicaciones

*Sistemas de fabricación integrada

*Producción y distribución de energía eléctrica

*Control de edificios

*Sistemas multimedia

Grandes y complejos

Los sistemas de tiempo real deben responder a eventos del mundo real. La variedad de estos eventos conduce a aplicaciones de gran tamaño. Lehman y Belady (1985) rechazan la idea de que la complejidades proporcional a su numero de instrucciones, afirman que la complejidad va ligada a la variedad. Una aplicación es de una variedad grande cuando responde a un entorno diverso. Un tamaño grande es síntoma de variedad.

Los sistemas de tiempo real son grandes y complejos por lo que deben proporcionar facilidades para dividirlos en partes más pequeñas y manejables.

Interacción con el hardware

En los sistemas empotrados se exige al computador interactuar con el mundo exterior monitorizando sensores y activando actuadores. Ambos dispositivos son accedidos a través de sus registros hardware y a menudo elevan interrupciones al computador para indicar la necesidad de ser atendidos.

Determinismo temporal

Se exige al lenguaje de tiempo real y a su núcleo de ejecución que proporcionen al programador características que hacen que el sistema sea predecible. A estas características se las denomina facilidades de tiempo real y son:

*Especificar los tiempos en que las operaciones han de realizarse.

*Especificar los tiempos en que las operaciones han de completarse.

*Responder a las situaciones donde no pueden ser atendidos todos los plazos.

*Responder a las situaciones donde los requisitos de temporización cambian.

Tiempo compartido y tiempo real

Una tarea es una secuencia de instrucciones (sea un hilo o un proceso) que ejecuta en concurrencia con otras tareas. La ejecución de las tareas se multiplexa en el tiempo en uno o más procesadores.

Una tarea puede encontrarse en distintos estados a lo largo de su ejecución, inactiva, cuando ha completado su servicio al evento y un nuevo evento está por llegar, y activa, cuando se encuentra dando servicio al evento. Una tarea activa puede estar:

• En ejecución

• Preparada para ejecutarse

• Bloqueada esperando alguna condición

La planificación de la ejecución de las tareas concurrentes debe asegurar el cumplimiento de algunas propiedades y son las siguientes:

1. Garantía de plazos. Un sistema de tiempo real funciona correctamente cuando los plazos de todas las tareas están garantizados. Esto significa que todas las tareas ejecutan su actividad dentro de plazo cada vez que se activan. En contraste, en un sistema de tiempo compartido, lo importante es asegurar un flujo (número medio de transacciones por segundo) lo más elevado posible.

2. Estabilidad. Si a causa de una sobrecarga del sistema no se pueden ejecutar todas las tareas dentro de plazo, se deba garantizar que al menos un subconjunto de tareas críticas cumplen sus plazos. En contraste, en un sistema de tiempo compartido, el criterio es asegurar la equidad de en la ejecución de las tareas. Por ejemplo, que ninguna se vea indefinidamente postergada.

3. Tiempo de respuesta máximo. En un sistema de tiempo real se trata de acotar el tiempo de respuesta en el peor caso de todas las tareas. En un sistema de tiempo compartido, se trata de conseguir que el tiempo de respuesta medio sea lo más corto posible. La Tabla 1.1 resume los requisitos anteriores.

Tabla 1.1 Propiedades de los sistemas de tiempo real frente a los de tiempo compartido

Factor Sistemas de tiempo real Sistemas de tiempo compartido

Capacidad Garantía de plazos Flujo

Reactividad Tiempo de respuesta máximo Tiempo de respuesta medio

Sobrecarga Estabilidad Equidad

Para asegurar estas propiedades en los sistemas de tiempo real, hay que utilizar un método de planificación de tareas adecuado. Para ello es preciso contar con el hecho de que existen dos clases de tareas: periódicas y esporádicas.

Tareas periódicas

Una tarea es periódica cuando se ejecuta en instantes de tiempo espaciados regularmente, denominados ciclos. Generalmente se requiere que la ejecución de cada ciclo se complete dentro de un plazo determinado. Así, una tarea periódica queda caracterizada por tres parámetros:

T Es el período de activación de la tarea. Cada T unidades de tiempo comienza un ciclo de la misma.

D Es el plazo de respuesta ("deadline"), medido desde el comienzo del ciclo o instante de activación. Si la tarea termina después de vencer el plazo, se produce un fallo, según muestra la Fig. 1.5.

C Es el máximo tiempo de utilización de UCP que se permite a la tarea en cada ciclo. Al realizar la planificación, C depende de las demás tareas que se ejecutan concurrentemente

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