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Sistemas de tiempo real duros y blandos

1970
Engineers collaborating on hard and soft real-time systems in a modern office.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Los sistemas en tiempo real se clasifican como "rígidos" o "flexibles" según las consecuencias de no cumplir con un plazo. En un sistema de tiempo real estricto, no cumplir con un plazo supone un fallo total del sistema, como en un sistema de frenos antibloqueo. En un sistema de tiempo real flexible, no cumplir con un plazo conlleva una disminución del rendimiento, pero no un fallo catastrófico, como en la transmisión de audio y vídeo en directo.

La distinción entre sistemas de tiempo real estricto y flexible es fundamental para el diseño y análisis de aplicaciones críticas en cuanto al tiempo. Un sistema de tiempo real estricto debe garantizar que las tareas críticas completen su procesamiento dentro de los plazos especificados. La corrección del sistema depende no solo del resultado lógico del cálculo, sino también del momento en que se producen los resultados. El incumplimiento de un plazo se considera un fallo catastrófico. Algunos ejemplos incluyen: control de vuelo sistemas, dispositivos médicos como marcapasos y sistemas de seguridad automotriz. Todo el sistema, desde el hardware hasta el sistema operativo y el software de aplicación, debe diseñarse para proporcionar un comportamiento de temporización determinista.

En cambio, un sistema de tiempo real flexible puede tolerar incumplimientos ocasionales de plazos. Si bien cumplir con los plazos es deseable, y la utilidad del sistema se degrada al incumplirlos, el sistema no falla por completo. El rendimiento simplemente se reduce. La transmisión multimedia en directo es un ejemplo clásico; la pérdida de un fotograma o un momento de fluctuación de audio son indeseables, pero no provocan el colapso de todo el sistema. Otros ejemplos incluyen sistemas de transacciones en línea y enrutadores de red. El diseño de sistemas de tiempo real flexible suele centrarse en garantías estadísticas o rendimiento en el caso promedio, en lugar de las estrictas garantías en el peor de los casos requeridas para los sistemas de tiempo real estricto. Una tercera categoría, el "tiempo real estricto", se utiliza a veces para describir sistemas en los que el incumplimiento de un plazo hace que el resultado sea inútil, pero no provoca un fallo del sistema.

UNESCO Nomenclature: 1203
Ciencias de la computación

Tipo

Sistema abstracto

Ruptura

Incremental

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • development of digital computers
  • early control de procesos sistemas en la fabricación
  • concepts of time-sharing operating systems
  • formal logic and computability theory

Aplicaciones

  • automotive anti-lock braking systems (abs)
  • fly-by-wire avionics
  • marcapasos
  • control de procesos industriales
  • live video streaming codecs

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Calidad de servicio (QoS) adaptativa para servicios de streaming en función de la congestión de la red
  • Sistemas de conducción autónoma que no funcionan correctamente y que pueden degradarse con elegancia
  • red inteligente energy distribution systems that prioritize critical loads during high demand
  • Trajes de retroalimentación háptica para realidad virtual con tiempos de respuesta garantizados
  • Sistemas de detección de fraude financiero en tiempo real que pueden retrasar transacciones no críticas
  • Asignación dinámica de recursos en la computación en la nube para cargas de trabajo sensibles al tiempo
  • Sistemas de cirugía robótica con monitorización suave en tiempo real y bucles de control en tiempo real estrictos
  • sistemas inteligentes de gestión del tráfico que ajustan los tiempos de las señales en función del flujo en tiempo real, pero que pueden tolerar retrasos menores
  • realidad aumentada overlays for manufacturing that can tolerate occasional rendering lag
  • sistemas de mantenimiento predictivo que pueden pasar por alto una fecha límite de análisis de datos sin causar fallas en el equipo
Relacionado con: tiempo real estricto, tiempo real flexible, plazo límite, determinismo, RTOS, sistemas embebidos, sistemas críticos, restricciones de tiempo, fallo del sistema, degradación del rendimiento.

Contexto histórico

Sistemas de tiempo real duros y blandos

1970
1970
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1970
1973
1980
1980
1967
1970
1970
1970
1970-01-01
1975-06-01
1980
1980

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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