Echtzeit bedeutet, sofort aufzutreten. Es ist die tatsächliche Zeit, in der etwas stattfindet. Dieser Begriff wird normalerweise als Adjektiv verwendet, um ein Maß an Computerreaktivität zu beschreiben, das im menschlichen Zeitgefühl unmittelbar ist. Da die Ausführung dem Befehl folgt, ist echte Echtzeit nicht erreichbar, da die Verzögerung auch dann noch vorhanden ist, wenn sie Mikrosekunden beträgt. Fast in Echtzeit ist ein häufig verwendeter Begriff, um dies auszudrücken. Echtzeitprogramme müssen eine Reaktion innerhalb bestimmter Zeitrahmen gewährleisten, die als Fristen bezeichnet werden. Beispiele für Echtzeitsysteme sind:
- Betriebssysteme: Ein Echtzeitsystem, das sofort auf Eingaben reagiert. Es dient Echtzeitanwendungen, die Daten verarbeiten, sobald sie ohne Pufferverzögerungen eingehen.
- Multiplayer Videospiele: Alle Spieler können gleichzeitig ein Videospiel spielen. Wenn ein Spieler eine Aktion ausführt, werden andere Spieler innerhalb einer operativen Frist auf die Konsequenzen der Aktion aufmerksam gemacht.
- Software: Echtzeitsoftware führt zugewiesene Aufgaben und Funktionen aus, sobald sie zugewiesen wurden, nicht nachdem das Programm ausgeführt wurde. Der Benutzer betrachtet die Leistung als unmittelbar.
- Grafiken Animation: Ein Echtzeitprogramm zeigt Objekte an, die sich mit der gleichen Geschwindigkeit über den Bildschirm bewegen, mit der sie sich tatsächlich bewegen würden.
Arten von Echtzeitsystemen
Es gibt zwei Arten von Echtzeitsystemen, die auf zeitlichen Einschränkungen basieren.
Harte Echtzeit
Ein hartes Echtzeitsystem kann seine Frist niemals verpassen. Wenn die Funktion nicht innerhalb der zugewiesenen Zeitbeschränkungen abgeschlossen wird, gilt die Anwendung als fehlgeschlagen. Dies kann zu großen Verlusten führen, wenn das betreffende System die physische Umgebung oder das Leben von Menschen beeinflusst. Beispiele für harte Echtzeitsysteme sind:
- Ein Motorsteuerungssystem für Autos. Ein verzögertes Signal kann zu Motorschäden oder -ausfällen führen.
- Ein Herzschrittmacher. Aufgrund des Risikos für das menschliche Leben benötigt ein Herzschrittmacher harte Echtzeit-Berechnungen, um sicherzustellen, dass der Herzschrittmacher nicht ausfällt.
- Maschinen am Fließband. Wenn sich die Maschine verzögert, kann dies dazu führen, dass die gesamte Montagelinie angehalten wird.
- Bestimmte Druckertypen, z. B. Tintenstrahldrucker, Laserdrucker und Zeilendrucker. Ein Fehler bei diesen Druckertypen kann zu fehlender oder falsch ausgerichteter Ausgabe führen.
Weiche Echtzeit
Ein weiches Echtzeitsystem kann seine Frist verpassen, und solange Aufgaben rechtzeitig ausgeführt werden, sind die Ergebnisse wertvoll. Soft-Echtzeitsysteme werden verwendet, um Probleme des gleichzeitigen Zugriffs und der Notwendigkeit zu lösen, eine Reihe von Systemen in sich ändernden Situationen auf dem neuesten Stand zu halten. Das Versäumen der Frist hat keine katastrophalen Folgen. Beispiele für weiche Echtzeitsysteme sind:
- Software für kommerzielle Fluggesellschaften. Flugpläne müssen während der Verschiebung ständig aktualisiert werden, die Latenz von einigen Sekunden oder Minuten ist jedoch weiterhin möglich.
- Live-Audio-Video-Systeme. Ein Audio-Frame, der später wiedergegeben wird, kann zu einer kurzen Störung führen. Das System kann weiterhin betrieben werden.
- Videospiele: Da das nächste Bild nicht im Voraus berechnet werden kann, hängt ein Videospiel von den Eingaben des Players ab. Daher steht nur eine kurze Zeit zur Verfügung, um die zum Erzeugen eines Rahmens erforderlichen Berechnungen durchzuführen. Wenn die Frist nicht eingehalten wird, kann das Spiel mit einer niedrigeren Framerate fortgesetzt werden.