实时系统的基本模型

实时系统，是指系统需要根据外界事件产生的时间限制或响应时间限制进行运作，以满足实时性要求。实时系统的基本模型如下图所示：

硬实时系统

硬实时系统是一种对系统的时间限制非常严格的实时系统，任务必须在给定的时间内完成，否则会对系统产生严重的后果。硬实时系统通常适用于高危行业，如航天、武器、医疗等。

代码片段

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>

#define INTERVAL 1000

void clock_tick(int signum) {
    static int tick_counter = 0;
    printf("Tick %d...\n", ++tick_counter);
}

int main(int argc, char **argv) {
    signal(SIGALRM, clock_tick);
    struct itimerval value;

    value.it_interval.tv_sec = INTERVAL / 1000;
    value.it_interval.tv_usec = (INTERVAL % 1000) * 1000;

    value.it_value = value.it_interval;
    setitimer(ITIMER_REAL, &value, NULL);

    while (1) {
        pause();
    }
    return 0;
}

软实时系统

软实时系统相对于硬实时系统要宽松一些，允许一定的时间误差。软实时系统通常用于一些要求任务有响应时间，但可以容忍一定延迟的场合，如人机交互、视频语音等。

代码片段

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

#define MAX_TASKS 100
#define MAX_WAIT_TIME 50

int tasks[MAX_TASKS];
int num_of_tasks = 0;

void *task_thread(void *arg) {
    int i = *(int*) arg;
    printf("Task %d is running...\n", i);
    sleep(rand() % MAX_WAIT_TIME + 1);
    printf("Task %d is done.\n", i);
    return NULL;
}

int main(int argc, char **argv) {
    int i, count;
    pthread_t tid[MAX_TASKS];

    srand((unsigned)time(NULL));

    // 创建任务
    num_of_tasks = 10;
    for (i = 0; i < num_of_tasks; i++) {
        tasks[i] = i;
    }

    // 分配线程处理任务
    for (i = 0; i < num_of_tasks; i++) {
        pthread_create(&tid[i], NULL, task_thread, &tasks[i]);
    }

    // 等待所有线程完成任务
    for (i = 0; i < num_of_tasks; i++) {
        pthread_join(tid[i], NULL);
    }

    return 0;
}

以上是实时系统的基本模型和两种实时系统的示例代码，希望能对程序员有所帮助。