ПНСТ 418-2020 Информационные технологии (ИТ). Интернет вещей. Структура системы интернета вещей реального времени

Введение

Настоящий стандарт распространяется на системы интернета вещей (ИВ) реального времени.

Система реального времени является особым типом компьютерной системы. Корректность ее работы зависит не только от логической точности, но и от своевременности действий системы. Проектирование и разработка систем реального времени отличаются от проектирования и разработки обычных компьютерных систем. Смежными темами при проектировании являются операционные системы реального времени, разработка электроники, планирование задач и т.д. Многие системы ИВ, в том числе на производстве, должны удовлетворять временным ограничениям. Такие системы называются системами реального времени.

Для разработки систем ИВ реального времени может быть использована типовая архитектура систем ИВ. Термин "система ИВ реального времени" обозначает системы ИВ, которые работают во временных ограничениях.

Типовая архитектура систем ИВ определяет не все важные аспекты системы ИВ реального времени. Несоблюдение временных ограничений может привести к серьезному повреждению системы ИВ или ее окружения, включая травмы или даже летальный исход. Во многих распространенных системах ИВ реального времени, таких как промышленные системы ИВ и киберфизические системы (CPS), время является критически важным фактором. Функционально правильная система, не удовлетворяющая временным ограничениям, может привести к сбою, иногда с серьезными повреждениями. Типовая архитектура ИВ должна быть рассмотрена с учетом ограничений режима реального времени.

Требования к режиму реального времени возникают, когда система ИВ взаимодействует с людьми или физическим миром. Например, рекомендуемая максимальная задержка при представлении ответов людям в человеко-машинных интерфейсах составляет 250 мс, а при работе телефонной службы - 150 мс. Таким образом, системы, в которых происходит взаимодействие с человеком, имеют свойства режима реального времени. Система, включающая физические предметы, также в некоторой степени сталкивается с задачами режима реального времени; происходящее в физическом мире требует своевременной корректировки системы ИВ.

Настоящий стандарт дополняет типовую архитектуру ИВ. Настоящий стандарт предоставляет рекомендации для разработки систем ИВ реального времени с целью предупреждения типичных ошибок при разработке.

Причина стандартизации систем ИВ реального времени: "Сфера вычислительных приложений реального времени быстро расширяется. Важность вычислений реального времени для большого числа приложений, таких как аэрокосмические и оборонные системы, промышленная автоматизация, приборостроение, управление трафиком и телекоммуникации, привела к увеличению исследований в этой области. Исследования систем реального времени опровергли мнение, что соблюдение временных требований может быть достигнуто достаточным увеличением пропускной способности системы. Вычислительные структуры, подходящие для систем с ограниченным временем отклика, принципиально отличаются от систем, в которых требуется высокая пропускная способность. Несмотря на прогресс в области аппаратных технологий, высокопроизводительные вычисления не решают все сложности вычислений в реальном времени. Задачи и компромиссы при разработке систем реального времени отличаются от задач и компромиссов при разработке вычислительных систем общего назначения. Для достижения фундаментальных требований своевременности и предсказуемости должны быть не только переработаны традиционные методы планирования и управления ресурсами, но и добавлены новые концепции. Для определения и проверки систем реального времени необходимы новые парадигмы" (см. [1]*).

________________

* Поз. [1], [2] см. раздел Библиография, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.