Tempo reale

Il termine real-time ( inglese real-time ) caratterizza il funzionamento dei sistemi informatici in grado di fornire i risultati specifici in modo affidabile entro un tempo predeterminato, ad esempio in un arco di tempo fisso.

definizione

La definizione della norma DIN 44300 (elaborazione delle informazioni), parte 9 (sequenze di elaborazione), che da allora è stata sostituita dalla norma DIN ISO / IEC 2382, era:

“Per tempo reale si intende il funzionamento di un sistema informatico in cui i programmi per l'elaborazione dei dati sono sempre pronti per il funzionamento, in modo tale che i risultati dell'elaborazione siano disponibili entro un determinato periodo di tempo. A seconda dell'applicazione, i dati possono essere distribuiti in modo casuale o in orari prestabiliti. "

L'hardware e il software devono garantire che non vi siano ritardi che potrebbero impedire il rispetto di questa condizione. I dati non devono essere elaborati in modo particolarmente rapido, deve solo essere garantito che siano sufficientemente veloci per la rispettiva applicazione.

Il Duden offre due descrizioni in tempo reale , da un lato come "tempo dato che certi processi di un sistema di calcolo elettronico possono consumare nella realtà" e come " tempo che scorre simultaneamente con la realtà ". Per il funzionamento in tempo reale in EDP, il Duden dà il seguente significato: "Come funziona un sistema informatico elettronico, in cui il programma o l'elaborazione dei dati viene eseguito (quasi) simultaneamente con i processi corrispondenti nella realtà".

caratteristiche

tempo di reazione

Il termine tempo reale dice qualcosa sulla capacità di un sistema di reagire a un evento entro un dato periodo di tempo. Il termine non dice nulla sulla velocità o sulla potenza di elaborazione di un sistema. Nel linguaggio colloquiale, tuttavia, questo viene spesso utilizzato in modo errato al posto dei termini più appropriati a basso ritardo o basso ritardo .

Nel caso di dati quasi in tempo da satelliti meteorologici come EUMETSAT , le misurazioni che risalgono a poche ore sono ancora chiamate dati in tempo reale . Il tempo reale viene utilizzato anche per applicazioni come i sistemi di informazione sui passeggeri (informazioni dinamiche sui passeggeri ) con ulteriore elaborazione dei dati nella gamma dei minuti.

A seconda del tipo di applicazione, questo tempo di risposta può variare entro un ampio intervallo:

• Per aree di applicazione come la regolazione della temperatura o il monitoraggio del livello, i tempi di risposta di pochi secondi sono spesso sufficienti [implementato con microcontrollori economici , semplice controllore logico programmabile (PLC)].
• Le soluzioni di automazione con un controllore logico programmabile (PLC) o linee di produzione basate su un sistema di bus di campo gestiscono tipicamente con tempi di risposta dell'ordine dei millisecondi .
• Le applicazioni interattive sul computer come giochi o demo richiedono tempi di reazione di ≤ 63 ms (≥ 15–16  immagini al secondo ) quando si aggiorna la visualizzazione dello schermo per essere percepite come un processo fluido.
• I tempi di reazione dei programmi per computer agli input da parte di utenti con dispositivi di input ( tastiera , mouse, ecc.) Devono essere ≤ 10 ms per essere percepiti soggettivamente come immediati .
• Regolazione digitale veloce , controllo, filtraggio e monitoraggio, valutazione dei dati di misura online spesso richiedono sistemi in tempo reale che funzionano nella gamma dei microsecondi.

Qualità in tempo reale

Per descrivere un'attività di controllo e regolazione, tuttavia, non è sufficiente definire un tempo reale tramite il tempo di risposta. Al fine di definire più chiaramente i requisiti per i sistemi in tempo reale, viene spesso definita l'affidabilità di soddisfare questo tempo di risposta. Di solito viene fatta una distinzione tra hard real-time e soft real-time :

• hard real-time garantisce che il tempo di risposta definito non venga mai superato. Puoi fare affidamento su questa proprietà quando utilizzi un sistema hard real-time , ad esempio durante la registrazione dell'andamento dei dati del sensore nel tempo durante un crash test .
• soft real-time , qui un tempo di risposta è garantito solo statisticamente . Tali sistemi in genere elaborano tutti gli input in ingresso abbastanza rapidamente, ma ciò non è garantito. Il tempo di risposta raggiunge, ad esempio, un valore medio accettabile o un altro criterio statistico. Il superamento del tempo richiesto non comporta errori o altri problemi tecnici.
• Il tempo reale fisso viene talvolta utilizzato per definire un requisito più rigoroso rispetto al tempo reale difficile. Con il tempo reale fisso, non è consentita alcuna variazione al ribasso del tempo di risposta ( isocrono ). Un esempio pratico sarebbe un modulo ADC , che idealmente dovrebbe funzionare con una frequenza di clock fissa (in realtà limitata dal jitter dell'orologio).

Applicazioni

Le applicazioni in tempo reale sono ad esempio:

• Orologi in tempo reale ,
• il Global Positioning System (GPS),
• il servizio di posizionamento in tempo reale ad alta precisione e il servizio di posizionamento austriaco ,
• In tempo reale di informazione dei passeggeri sistemi come informazioni dinamiche dei passeggeri, ad esempio nel l'associazione del trasporto regione di Kiel o il tram di Potsdam , integrato anche in Google Maps ,
• l' orario illustrato per le ferrovie, i servizi di informazione sulle vie navigabili interne nel trasporto per vie navigabili interne,
• la posizione in tempo reale nella navigazione radio e il flightradar24 come sistema cyber-fisico ,
• Sistema informativo intelligente che supporta l'osservazione, la ricerca e il rilevamento della sicurezza dei cittadini nell'ambiente urbano (INDECT), un po 'più complicato del collaudato foglio di prova per la registrazione in tempo reale,
• il sistema decisionale in tempo reale (un sistema decisionale in tempo reale nel marketing telefonico), nonché le offerte in tempo reale come modello di asta nella pubblicità,
• il prezzo in tempo reale in borsa,
• Twitter e chat ,
• l' editing collaborativo del testo in tempo reale ,
• Intelligent Teaching And Learning with Computers ( iTALC ) e altre applicazioni in collaborazione in tempo reale ,
• Streaming live e altri media in streaming ,
• la realtà virtuale o 3D in tempo reale meno intensivo dal punto di vista computazionale ,
• Applicazioni nell'arte digitale , pittura rapida o modellazione fisica della generazione del suono nella musica per computer e nell'elettronica dal vivo ,
• Giochi per computer in tempo reale come giochi di strategia in tempo reale
• Applicazioni nell'osservazione meteorologica come il satellite Castor ,
• nella tecnologia energetica e ambientale come la misurazione intelligente , la rete elettrica intelligente o sistemi di informazione ambientale come il programma di rilevamento remoto Spot Vegetation ,
• un sistema di esecuzione della produzione nella tecnologia di produzione,
• Estensimetro laser per la misurazione della deformazione,
• la risonanza magnetica in tempo reale , l' ecografia 4D , l' ecografia Doppler con codice colore , il neurofeedback in medicina,
• la PCR in tempo reale (inglese: reazione a catena della polimerasi in tempo reale ), un metodo di riproduzione per acidi nucleici,
• applicazioni scientifiche come la microscopia elettronica a fotoemissione , il Collider Detector al Fermilab , la spettroscopia di risonanza del quadrupolo nucleare o il rilevatore di onde gravitazionali durante la ricerca sulle onde gravitazionali .

Se la registrazione viene eseguita in tempo reale con sensori e telecamere ad alta velocità , i dati registrati possono essere successivamente riprodotti più lentamente (al rallentatore ). D'altra parte, alcuni modelli fisici possono essere calcolati molto più velocemente che in tempo reale, come la formazione di stelle in una nube di gas e polvere. Qui la riproduzione in movimento veloce è appropriata per l'interpretazione (scientifica).

Guarda anche

• Sistema in tempo reale
• Sistema operativo in tempo reale
• Dati neartime
• simultaneità

letteratura

Kaul, Susanne (a cura di); Brössel, Stephan (ed.): In tempo reale nel film. Concetti - Effetti - Contesti , Fink 2020, ISBN 978-3-8467-6251-6 .

link internet

Wikizionario: in tempo reale:  spiegazioni del significato, origini delle parole, sinonimi, traduzioni

Prove individuali

1. ↑ Sviluppo software di sistemi embedded: basi, modellazione .
2. ↑ Tempo reale in duden.de, accesso 13 giugno 2013.
3. ↑ Immagini in tempo reale (dati satellitari elaborati in "immagini in tempo reale" nell'osservazione meteorologica presso EUMETSAT ), accesso il 29 luglio 2013.
4. ↑ Boris Burger, Ondrej Paulovic, Milos Hasan: Realtime Visualization Methods in the Demoscene ( en ) In: CESCG-2002 . Università Tecnica di Vienna . 21 marzo 2002. Estratto il 21 marzo 2011.
5. ↑ Cos'è il tempo reale e dove ne hai bisogno? In: Cos'è il tempo reale e dove ne hai bisogno? Accesso 30 novembre 2020 . 
6. ↑ Heinz Wörn, Uwe Brinkschulte: Sistemi in tempo reale. Nozioni di base, funzionalità, applicazioni . Springer, Berlin et al.2005 , ISBN 3-540-20588-8 , pagg. 321 , doi : 10.1007 / b139050 .