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ハードリアルタイムシステムとソフトリアルタイムシステム

1970
現代的なオフィスで、エンジニアたちがハードリアルタイムシステムとソフトリアルタイムシステムの開発において協力し合っている。

(画像はイメージです)

リアルタイムシステムは、期限を過ぎた場合の影響に基づいて、「ハード」または「ソフト」に分類されます。ハードリアルタイムシステムでは、期限を過ぎるとシステム全体が停止します。例えば、アンチロックブレーキシステムなどがこれに該当します。ソフトリアルタイムシステムでは、期限を過ぎるとパフォーマンスが低下しますが、壊滅的な障害には至りません。例えば、ライブオーディオ・ビデオストリーミングなどがこれに該当します。

ハードリアルタイムシステムとソフトリアルタイムシステムの区別は、時間制約のあるアプリケーションの設計と分析において基本となる。ハードリアルタイムシステムは、重要なタスクが指定された期限内に処理を完了することを保証しなければならない。システムの正しさは、計算の論理結果だけでなく、結果が生成される時間にも依存する。期限を守れなかった場合は、壊滅的な障害とみなされる。例としては、 飛行制御 システム、ペースメーカーなどの医療機器、自動車の安全システムなど。ハードウェアからオペレーティングシステム、アプリケーションソフトウェアに至るまで、システム全体が決定論的なタイミング動作を実現するように設計されなければならない。

対照的に、ソフトリアルタイムシステムは、時折の期限遅延を許容できます。期限を守ることは望ましいことであり、期限を逃すとシステムの有用性は低下しますが、システムが完全に機能停止することはありません。単にパフォーマンスが低下するだけです。ライブマルチメディアストリーミングはその典型的な例です。フレーム落ちや音声のジッターは望ましくありませんが、システム全体がクラッシュする原因にはなりません。その他の例としては、オンライン取引システムやネットワークルーターなどがあります。ソフトリアルタイムシステムの設計では、ハードリアルタイムシステムに必要な厳密な最悪ケースの保証ではなく、統計的な保証や平均的なケースのパフォーマンスに重点が置かれることがよくあります。3つ目のカテゴリである「ファーム」リアルタイムは、期限を逃すと結果が役に立たなくなるものの、システム障害には至らないシステムを説明するために使用されることがあります。

UNESCO Nomenclature: 1203
コンピュータサイエンス

タイプ

抽象システム

混乱

増分

使用法

広く普及している

前駆物質

  • デジタルコンピュータの開発
  • early プロセス制御 製造業におけるシステム
  • タイムシェアリングオペレーティングシステムの概念
  • 形式論理学と計算可能性理論

アプリケーション

  • 自動車用アンチロックブレーキシステム(ABS)
  • フライ・バイ・ワイヤ式アビオニクス
  • ペースメーカー
  • 産業プロセス制御
  • ライブビデオストリーミングコーデック

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

  • ネットワークの混雑状況に基づいたストリーミングサービス向けの適応型サービス品質(QoS)
  • フェイルオーバー時に段階的に性能が低下する自動運転システム
  • スマートグリッド energy distribution systems that prioritize critical loads during high demand
  • 応答時間が保証された触覚フィードバックは、仮想現実に適しています。
  • 重要度の低い取引を遅延させる可能性のあるリアルタイムの金融詐欺検出システム
  • 時間制約のあるワークロードに対するクラウドコンピューティングにおける動的なリソース割り当て
  • ソフトリアルタイムモニタリングとハードリアルタイム制御ループを備えたロボット手術システム
  • リアルタイムの交通量に基づいて信号タイミングを調整するが、軽微な遅延は許容できるインテリジェントな交通管理システム
  • 拡張現実 overlays for manufacturing that can tolerate occasional rendering lag
  • データ分析の期限を過ぎても機器の故障を引き起こさない予測保守システム
関連キーワード:ハードリアルタイム、ソフトリアルタイム、デッドライン、決定性、RTOS、組み込みシステム、クリティカルシステム、タイミング制約、システム障害、性能劣化。

歴史的背景

ハードリアルタイムシステムとソフトリアルタイムシステム

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

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

10年目 周年

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