Reaaliaikainen järjestelmä (RTS) on järjestelmä , jonka on reagoitava ulkoisiin tapahtumiin, suhteessa järjestelmään, ympäristöön tai toimittava ympäristöön vaadittujen aikarajoitusten puitteissa. Oxford English Dictionary puhuu RTS:stä järjestelmänä, jolle tuloksen vastaanottoaika on tärkeä. Toisin sanoen järjestelmän tiedonkäsittelyä on suoritettava tietyn rajallisen ajanjakson ajan jatkuvan ja oikea-aikaisen vuorovaikutuksen ylläpitämiseksi ympäristön kanssa [1] . Luonnollisesti ohjausjärjestelmän ja sen ohjaaman ympäristön aika-asteikon on vastattava [2] .
Reaaliaika ymmärretään kvantitatiiviseksi ominaispiirteeksi, joka voidaan mitata todellisella fyysisellä kellolla , toisin kuin looginen aika , joka määrittää vain kvalitatiivisen ominaisuuden, joka ilmaistaan tapahtumien suhteellisella järjestyksellä. Järjestelmän sanotaan toimivan reaaliajassa , jos vaaditaan kvantitatiivisia ajallisia ominaisuuksia kuvaamaan tämän järjestelmän toimintaa [2] .
Reaaliaikaisten järjestelmien prosesseilla (tehtävillä) voi olla seuraavat ominaisuudet ja niihin liittyvät rajoitukset [3] :
Reaaliaikaisten järjestelmien malleissa voi esiintyä myös muita parametreja, esimerkiksi iteraatioiden jakso ja määrä (jaksollisille prosesseille), kuorma ( englanniksi load ) - prosessorin käskyjen määrä pahimmassa tapauksessa [3] .
Reaaliaikaiset järjestelmät voidaan jakaa aikarajoitusten sallituista rikkomuksista riippuenkovat reaaliaikaiset järjestelmät ( eng. hard real-time ), joiden rikkomukset vastaavat järjestelmävikaa, japehmeät reaaliaikaiset järjestelmät , joiden ominaisuuksien rikkomukset johtavat vain järjestelmän laadun heikkenemiseen [ 1] . Katso myös: reaaliaikainen laskenta . Voit myös harkita kovia reaaliaikaisia järjestelmiä ( eng. firm real-time ), joissa pieni määräajan rikkominen on sallittua, mutta suurempi rikkomus voi johtaa järjestelmän katastrofaaliseen vikaan [4] [5] .
On huomattava, että kovan reaaliajan määritelmä ei kerro mitään vasteajan absoluuttisesta arvosta: se voi olla joko millisekunteja tai viikkoja [6] . Pehmeiden reaaliaikaisten järjestelmien vaatimukset voidaan määrittää vain todennäköisyysperusteisina termein, kuten tietyn aikavälin sisällä annettujen vastausten prosenttiosuus. Mielenkiintoista[ kenelle? ] , että suunnittelussa on helpompi tehdä alustavia laskelmia kovalle reaaliaikaiselle järjestelmälle kuin saada esimerkiksi ajallaan suoritettujen tehtävien osuus pehmeässä reaaliaikaisessa järjestelmässä, joten tällaisten järjestelmien kehittäjät käyttävät usein työkaluja ja tekniikat kovien reaaliaikaisten järjestelmien suunnitteluun [7] .
Reaaliaikaiset tapahtumat voivat kuulua johonkin kolmesta kategoriasta [1] [8] :
Tekniikan kehittymisen myötä reaaliaikaiset järjestelmät ovat löytäneet sovelluksia monilla eri aloilla. RTS:itä käytetään erityisen laajasti teollisuudessa, mukaan lukien prosessinohjausjärjestelmät, teollisuusautomaatiojärjestelmät, SCADA - järjestelmät, testaus- ja mittauslaitteet sekä robotiikka . Lääketieteellisiin sovelluksiin kuuluvat tomografia , sädehoitolaitteet ja vuodevalvonta. RTS on upotettu tietokoneiden oheislaitteisiin , tietoliikennelaitteisiin ja kodinkoneisiin, kuten lasertulostimiin, skannereihin, digitaalikameroihin, kaapelimodeemeihin, reitittimiin, videoneuvotteluihin ja Internet-puhelinjärjestelmiin, matkapuhelimiin, mikroaaltouuniin, stereoihin, ilmastointilaitteisiin ja turvajärjestelmiin. Liikenteessä NRT:itä käytetään junatietokoneissa, liikenteenohjausjärjestelmissä, lennonjohdossa, ilmailutekniikassa, lippujen varausjärjestelmissä jne. NRT:itä käytetään myös sotilasvarusteissa: ohjusohjausjärjestelmissä, ohjustentorjuntajärjestelmissä, satelliittiseurantajärjestelmissä [ 9] .
Esimerkkejä reaaliaikaisista järjestelmistä:
Reaaliaikaisia järjestelmiä luotaessa on ratkaistava ongelmat, jotka liittyvät järjestelmän sisäisten tapahtumien sitomiseen ajankohtiin , järjestelmäresurssien oikea-aikaiseen sieppaamiseen ja vapauttamiseen, laskentaprosessien synkronointiin , tietovirtojen puskurointiin jne. Reaaliaikaiset järjestelmät käyttävät yleensä erikoislaitteet (esim. ajastimet ) ja ohjelmistot (esim. reaaliaikaiset käyttöjärjestelmät ) .