real-time - 硬实时、软实时和硬实时之间的区别？

Question

我已阅读 different notions of real-time 的定义，并且为硬实时系统和软实时系统提供的示例对我来说很有意义。但是，没有关于固定实时系统的真正解释或示例。根据上面的链接:

Firm: Infrequent deadline misses are tolerable, but may degrade the system's quality of service. The usefulness of a result is zero after its deadline.

硬实时与硬实时或软实时之间是否有明显的区别，是否有一个很好的例子来说明这种区别？

在评论中，Charles 要求我提交新标签的标签 wiki。我为firm-real-time提供的“固定实时系统”的示例标签是一个牛奶供应系统。如果系统在过期时间之后输送牛奶，则该牛奶被视为“无用”。人们可以忍受吃不加牛奶的麦片，但体验的质量会下降。

这只是我最初阅读定义时在脑海中形成的想法。我正在寻找一个更好的例子，也许还有一个更好的实时定义，这将改善我对它的看法。

Answer 1

硬实时

The hard real-time definition considers any missed deadline to be a system failure. This scheduling is used extensively in mission critical systems where failure to conform to timing constraints results in a loss of life or property.

示例:

• 传感器故障导致一系列系统错误后，法航 447 航类坠入海洋。飞行员在响应过时的仪器读数时使飞机失速。 12 名机组人员和 216 名乘客全部遇难。

• 当优先级反转导致系统重新启动时，火星探路者号航天器几乎丢失。由于被较低优先级任务阻塞，较高优先级任务无法按时完成。问题得到纠正，飞船成功着陆。

• 喷墨打印机有一个带有控制软件的打印头，用于将正确数量的墨水沉积到纸张的特定部分。如果错过最后期限，打印作业就会被毁掉。

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稳定实时

The firm real-time definition allows for infrequently missed deadlines. In these applications the system can survive task failures so long as they are adequately spaced, however the value of the task's completion drops to zero or becomes impossible.

示例:

• 带有机器人装配线的制造系统，错过最后期限会导致零件装配不当。只要损坏的零件足够少，能够被质量控制发现，并且成本不太高，那么生产就会继续。

• 数字有线机顶盒对帧必须出现在屏幕上的时间标记进行解码。由于帧对时间顺序敏感，错过最后期限会导致抖动，从而降低服务质量。如果丢失的帧稍后变得可用，只会导致显示它时出现更多抖动，因此它毫无用处。如果抖动不经常发生，观众仍然可以欣赏节目。

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软实时

The soft real-time definition allows for frequently missed deadlines, and as long as tasks are timely executed their results continue to have value. Completed tasks may have increasing value up to the deadline and decreasing value past it.

示例:

• 气象站有许多传感器用于读取温度、湿度、风速等。应定期获取和传输读数，但传感器并不同步。尽管传感器读数与其他读数相比可能早或晚，但只要足够接近，它仍然具有相关性。

• 视频游戏控制台运行游戏引擎的软件。有许多资源必须在其任务之间共享。同时需要按照时间表完成任务才能正确进行游戏。只要任务完全相对准时，游戏就会很有趣，否则可能只会有点滞后。

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^{Siewert:实时嵌入式系统和组件。
Liu 和 Layland:硬实时环境中多道程序设计的调度算法。
Marchand & Silly-Chetto:软非周期性任务和带跳过的周期性任务的动态调度。}