מערכת זמן אמת

מערכת זמן אמת היא מערכת מחשב שלה יש דרישות לביצועים במגבלות זמן מסוימות שנקבעו מראש. מערכת זו יכולה להיות תוכנה או חומרה.

סוגי מערכות

מערכות זמן אמת נחלקות לשני סוגים:

Hard real-time

במערכות כאלה מובטח כי זמן העיבוד של קלט לעולם לא יעלה על זמן מסוים.

על אלגוריתמים שימומשו במערכות מסוג זה לעבוד בסיבוכיות זמן אסימפטוטית לינארית, כלומר $\,O(n)$. כך מובטח שעבור כל גודל קלט - מהירות העיבוד של המערכת תשאר קבועה ביחס לגודל הקלט ולכן לעולם לא תבוצע חריגה מפרק הזמן שהובטח לעיבוד. במידה וזמן העיבוד גבוה מלינארי - הרי שככל שהקלט גדול יותר, כך כמות הקלט הממתינה לעיבוד גדלה עוד יותר - ובהכרח לבסוף תבוצע חריגה מפרק הזמן המותר שנקבע לעיבוד.

בשל האיטיות היחסית של אחסון הזיכרון המשני, במערכות Hard real-time, שטח הזיכרון המשני מוגבל או שלא נעשה בו כלל שימוש והמידע מאוחסן בזיכרון קצר טווח או בזיכרון לקריאה בלבד (ROM). קיים קונפליקט בין דרישות אלו לדרישות של time-sharing systems, ולכן שילוב כזה לא נתמך על ידי מערכות הפעלה שנועדו למגוון מטרות (להבדיל ממערכות הפעלה ייעודיות).

Soft real-time

במערכות כאלה מובטח כי זמן המענה הממוצע לא יעלה על פרק זמן מסוים שנקבע מראש, ולכן זו דרישה מתירנית יותר. סוג זה שימושי ביישומים כגון מולטימדיה ומציאות מדומה (virtual reality).

פיתוח מערכות זמן אמת בגישה פורמלית

לעתים קרובות מערכות זמן אמת הן מערכות שתקינותן חיונית ועלולה להשפיע על חיי אדם. מערכות כאלו הן למשל מערכות ניווט, מערכות טייס אוטומטי, מערכות להסטת מסילות רכבת, מערכות רמזורים וכו'. כדי לוודא תקינות של מערכות כאלו משתמשים לעתים במערכות הוכחה אוטומטיות (מערכות המבצעות הוכחת משפטים מתמטיים באמצעות תוכנה), כאשר כל פיתוח המערכת מבוצע תוך שימוש במודלים מתמטיים, וזה להבדיל מתהליך אימות תוכנה סטנדרטי של הרצת תרחישים שונים על ידי בודקי תוכנה אנושיים. מערכות ההוכחה אוטומטיות למערכות זמן אמת עושות שימוש נרחב בלוגיקת זמן (לוגיקה טמפורלית).

ראו גם

• סיבוכיות זמן
• אימות תוכנה
• מתודולוגיית פיתוח תוכנה
• הבטחת איכות תוכנה