Мультипрограммирование в системах реального времени

Еще одна разновидность мультипрограммирования используется в системах ре­ального времени, предназначенных для управления с помощью компьютера различными техническими объектами (например, станком, спутником, научной эксперименталь­ной установкой и т. д.) или технологическими процессами. Во всех этих случаях существует пре­дельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена та или иная управляющая объектом программа. В противном случае может произойти авария. Таким образом, критерием эффективности здесь является время реакции системы. Требо­вания ко времени реакции зависят от специфики управляемого процесса. Кон­троллер робота может требовать от встроенного компьютера ответ в течение менее 1 мс, в то время как при моделировании полета может быть приемлем от­вет в 40 мс.

В системах реального времени мультипрограммная смесь отличается от рассмотренных ранее и представляет собой фик­сированный набор заранее разработанных программ, а выбор программы на выпол­нение осуществляется исходя из текущего состояния объекта или в соответствии с расписанием плановых работ.

Способность аппаратуры компьютера и ОС к быстрому ответу зависит в основном от скорости переключения с одной задачи на другую. Время переключения между задачами в системах реального времени часто определяет требования к классу процессора даже при небольшой его загрузке.

В системах реального времени не стремятся максимально загружать все устройства, наоборот, при проектировании программного управляющего комплекса обычно за­кладывается некоторый “запас” вычислительной мощности на случай пиковой на­грузки. Во мно­гих ситуациях для систем управления неприменимы статистические гипотезы о малой вероятности одновременного возникновения большого количества независимых событий. Например, в системе управления атомной электростанцией в случае возникновения крупной аварии атомного реактора многие аварийные датчики сработают одновременно и создадут коррелирован­ную нагрузку. Если система реального времени не спроектирована для поддерж­ки пиковой нагрузки, то может случиться так, что система не справится с рабо­той именно тогда, когда она нужна в наибольшей степени.