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Hello, Friends of Hive, nice to be with you again.
Hola Amigos de Hive un gusto estar nuevamente con ustedes.
Today I begin a series of posts where I will focus on Real-Time Systems, which I formally met twenty-two years ago in one of my graduate studies and since then has accompanied me as an essential foundation within the research and development that I carry out.
Hoy inicio una serie de post donde centraré la atención en los Sistemas de Tiempo Real, el cual conocí formalmente hace veintidós años en uno de mis estudios de postgrado y desde allí me ha acompañado como un fundamento esencial dentro de las investigaciones y desarrollos que llevo a cabo.
Many times when:
Muchas veces cuando:
It comes as no surprise, then, that Real-Time Systems is commonly referred to as fast, simultaneous, interactive, and instantaneous, to name a few.
Entonces no cae por sorpresa, que corrientemente los Sistemas Tiempo Real sean catalogados como rápidos, simultáneos, interactivos e instantáneos, por nombrar algunos.
Well, in this post, I will formally provide you what a Real-Time System is, base knowledge that will help change the perception you may have of a system and argue such a position.
Pues bien, en este post les proporcionaré formalmente lo que es un Sistema de Tiempo Real, conocimientos base que ayudarán a cambiar la percepción que se pueda tener de un sistema y poder argumentar dicha posición.
It is clear that to enter this world of real-time it is necessary to conquer and integrate different areas of knowledge. It is understood that what emanates from them is respected.
Está claro que entrar en este mundo del tiempo real se necesita conquistar e integrar diferentes áreas de conocimiento. En el entendido que se respetan lo emanado de las mismas.
What is a Real-Time System?
¿Qué es un Sistemas de Tiempo Real?
To frame the Real-Time Systems (RTS) I start from the following statement, which I have used some time ago:
Para enmarcar a los Sistemas de Tiempo Real (STR) parto de la siguiente declaración, la cual he utilizado hace algún tiempo:
In Real-Time Systems it is not enough that the actions of the system are logically correct, in addition, they must occur within a time interval, this is because the system is connected to an external process from which it receives stimuli, which appear in unpredictable instants of time, to which it must respond quickly enough, to prevent it from evolving to an undesirable state.
En los Sistemas de Tiempo Real no es suficiente que las acciones del sistema sean correctas lógicamente, además, deben producirse dentro de un intervalo de tiempo, esto se debe a que el sistema está conectado a un proceso externo del cual recibe estímulos, que aparecen en instantes de tiempo no predecibles, a los cuales debe responder con suficiente rapidez, para evitar que evolucione a un estado indeseable.
The above is a product of what was established by Young (1982) and Stankovic (1988), the seeds of which have borne fruit and are still valid. So much so that they have been paraphrased by many authors.
Lo anterior es producto de lo establecido Young (1982) y Stankovic (1988) cuyas semillas dieron sus frutos y tienen vigencia. Tan es así, que han sido parafraseados por muchos autores.
In addition, there is a consensus that RTS is characterized by a tight time to complete a job (deadline), high productivity (throughput), reliability, and safety, adding to the above a good efficiency.
Además, hay un consenso que los STR se caracterizan por un estricto tiempo para completar un trabajo (deadline), una alta productividad (throughput), fiabilidad y seguridad, sumando a las anteriores una buena eficiencia.
Types of Systems / Tipos de Sistemas
There are different types of systems that help to locate and characterize them as RTS (Butazzo, 2011).
Existen diferentes tipos de sistemas que ayudan a ubicarlos y caracterizarlos como STR (Butazzo, 2011):
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Hard Real-Time Systems: characterized by their rapid response to a change in input or environmental excitation, they typically require a guaranteed response in a short period of time, and are commonly referred to as hard deadlines.
Sistemas de Tiempo Real Críticos (Hard Real-Time Systems): caracterizados por la rapidez que poseen en responder a un cambio en la excitación de la entrada o del ambiente, típicamente requieren una garantía en la respuesta en un corto período de tiempo, estos comúnmente se refieren a tiempos de finalización de trabajos críticos (hard deadline).
Here, failure to meet completion times can cause irremediable situations. An example of this is a Space System Mission where there are subsystems that any late response would cause a loss of system and even human life.
Aquí, si no se satisfacen los tiempos de finalización pueden ocasionar situaciones irremediables. Un ejemplo de ello es una Misión de un Sistema Espacial donde existen subsistemas que cualquier respuesta tardía ocasionaría una pérdida de sistema e incluso la vida de seres humanos.
Soft Real-Time Systems: those systems with time constraints in which a late response does not produce serious damage, but a deterioration of the overall performance.
Sistemas de Tiempo Real Esenciales (Soft Real-Time Systems): aquellos sistemas con restricciones de tiempo en las que una respuesta tardía no produce graves daños, pero si un deterioro del funcionamiento global.
Here one could mention multimedia applications, where the loss of some sequence or data degrades the quality, but will not cause major system downtime.
Aquí se podría mencionar las aplicaciones multimedia, donde la pérdida de alguna secuencia o dato degrada la calidad, pero no producirá mayor contratiempo del sistema.
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There are two other types of systems, such as incremental, which are characterized by the fact that the quality of the response obtained depends on the time available for its calculation, i.e., if given more time the response improves. Another is the non-essential, which corresponds to tasks without time restrictions.
Existen otros dos tipos de sistemas como, los incrementales, que se caracterizan porque la calidad de la respuesta obtenida depende del tiempo disponible para su cálculo, es decir, si se les da más tiempo la respuesta mejora. Otro es el no esencial, que corresponde con las tareas sin restricciones temporales.
Design and Realization Briefs
Breves de Diseño y Realización
The RTS incorporate their own problems that must be solved during the design process:
Los STR incorporan problemas propios a los que se debe dar solución durante el diseño, éstos son:
Systematic methods have been proposed to guide the development of RTS applications. They are interesting when accompanied by software tools.
Se han propuesto métodos sistemáticos para guiar el desarrollo de aplicaciones de STR. Son interesantes cuando van acompañados de herramientas de software.
For its part, the Support due to the Operating System and on the Specific Execution are considered for the realization of RTS.
Por su parte, para la realización de STR se consideran el Soporte debido al Sistema Operativo y sobre la Ejecución Específica.
Programming languages must have certain requirements: concurrency, exception handling, time management, interface access, portability, interrupt handling (low-level access), and data model.
Los lenguajes de programación deben tener ciertos requisitos: concurrencia, manejo de excepciones, gestión de tiempo, acceso a interfaces, portabilidad, gestión de interrupciones (acceso a bajo nivel) y modelo de datos.
By way of closing / A manera de cierre
You already know formally what a Real Time System is. Hoping that it will be of help to change the perception that you may have of a system and be able to argue such a position.
Ya conocen formalmente lo que es un Sistema de Tiempo Real. Esperando que sea de ayuda para cambiar la percepción que se pueda tener de un sistema y poder argumentar dicha posición.
Also, traces were given concerning the problems per se of the RTS that must be solved during design and implementation, whether supported by an operating system or a specific implementation.
También se dieron trazos referente los problemas per se de los STR a los que se debe dar solución durante el diseño y su realización ya sea soportado por un sistema operativo o una ejecución específica.
In the next installment of this topic, I will be addressing the Real-Time Task.
En la siguiente entrega de este tópico estaré abordando lo referente a la Tarea de Tiempo Real.
See you soon, I hope you liked this post.
Nos vemos pronto, espero que les haya gustado este post.
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Documentos de @alfonsoalfonsi utilizados en la creación del contenido
Alfonsi A. [@alfonsoalfonsi] (2021a, July 29). [Eng-Spa] Space System Mission/ Misión de un Sistema Espacial. The HiVE Blog. [POST]. @alfonsoalfonsi/eng-spa-space-system-mission
Alfonsi, A. (2021b). Unidad II: Restricciones de los Sistemas Empotrados. [Material educativo para la asignatura Proyecto de Digitales Avanzados]. (Disponible: Grupo de Investigación de Arquitecturas de Sistemas de Control, Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, Universidad de Oriente, Barcelona, Venezuela).
Alfonsi, A., Pérez, J. y Dunia, E. (2013). Arquitectura de Control Multifrecuencia para el Ajuste Dinámico del Consumo de Energía en Tareas de Tiempo Real. Revista Multidisciplinaria del Consejo de Investigación de la Universidad de Oriente SABER, 25(2), 202-209.
https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=427739462010
Alfonsi, A y Pérez, J. (2009). Sistema de Control en Tiempo Real para una Planta Piloto Compacta usando Software Libre. Revista Universidad Ciencia y Tecnología, 13(52), 189-198.
References / Referencias
Butazzo, G. (2011). Hard Real-Time Computing Systems: Predictable Scheduling Algoritms and Applications (3rd ed.). Springer Science/Business Media.
Shirvaikar M. y Elbert, T. (2018). Fundamentals of Real Time Systems. Cognella, Inc.
Stankovic, J. A. (1988). Misconceptions About Real-Time Computing: A Serius Problem for Next-Generations Systems. Computer, 21(10), 10-19. https://doi.org/10.1109/2.7053
Young, S. (2000). Real Time Languages Desing and Developments. Ellis Horwood. https://dl.acm.org/doi/abs/10.5555/69567
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