实时系统

实时系统是一种计算机系统，它必须在规定的时间范围内对外部事件做出快速响应。这种系统通常用于需要确保数据、信号或信息能够及时处理的场合，比如交通控制、航空航天、工业控制、医疗设备等。

实时系统的分类

实时系统可以分为软实时系统和硬实时系统。软实时系统通常会提供相对较高的系统速度，但由于其无法保证事件的绝对时间到达，因此不适用于类似于工模或者飞行旅行这样的需要精确时间安排的场合。

硬实时系统是指能在指定时间内保证对事件响应的系统，通常使用专用的实时操作系统。这种系统要求不仅响应时间必须快，还要对事件到达的时间做出绝对保证。这类系统的典型应用场景包括飞行控制、卫星通信、核电站控制等。

实时系统的特点

实时系统必须具备以下特点：

• 实时性：对外部事件必须快速响应
• 可靠性：系统必须保障事件的精确性和可靠性
• 精确性：必须在规定时间内处理任务，同时还需要有较高的计算特性之智能支付等。
• 并发性：系统需要在多个任务之间进行抢占式操作
• 调度性：系统必须根据优先级或者事件到达时间来处理任务
• 实时通信：系统中数据的实时交互需要采用特殊机制

实时系统的应用

实时系统有广泛的应用场景，比如：

• 工业制造：在生产过程中需要快速响应机器故障或者零部件损坏
• 交通运输：在交通工具的控制中，实时性是至关重要的
• 医疗设备：心率监测器、血压计等医疗设备需要响应及时才能保证患者的健康
• 航空航天：实时控制系统不仅用于自动驾驶大飞机，还广泛应用于探索太空的卫星系统中

实时系统的开发

实时系统的开发要求程序员掌握操作系统的相关知识和一些实时的技巧。比如使用信号量和锁来协调并发操作，使用处理器时间表和任务优先级表来合理地分配系统资源等等。

以下是C语言实现的一个简单的实时系统调度程序：

int main() {
    while(1) {
        for(int i=0; i<task_num; i++) {
            if(task[i].period == 0) continue;
            if(task[i].next_time <= time_now()) {
                run_task(i);
                task[i].next_time = time_now() + task[i].period;
            }
        }
    }
    return 0;
}

以上是一个简单的实时系统调度程序，通过循环检查每一个task的next_time属性，如果任务的正在执行或者下个执行时间到了就运行任务。此外，程序员还可以通过实现类似于调制解调器器等其他通信形式优化实时系统。

总结

实时系统是一种强调时间敏感性和可靠性的计算机系统，它的应用十分广泛。程序员需要通过熟练掌握操作系统和实时技巧来开发实时系统。