Fundamentos de Sistemas en Tiempo Real: Conceptos, Clasificación y Ciclo de Vida

1. Sistemas en tiempo real

Un sistema en tiempo real es aquel sistema de procesamiento de información que debe responder a un estímulo de entrada dentro de un periodo de tiempo finito y especificado. Según su tolerancia al tiempo de respuesta, se clasifican en:

• Sistemas en tiempo real estrictos (Hard Real-Time): Son aquellos en los que es obligatorio que las respuestas se produzcan dentro del tiempo límite establecido; de lo contrario, el fallo puede ser crítico. Ejemplo: Sistema de control de vuelo en un avión de combate.
• Sistemas en tiempo real no estrictos (Soft Real-Time): Son aquellos en los que los tiempos de respuesta son importantes, pero el sistema puede seguir funcionando aunque se excedan ocasionalmente los límites. Ejemplo: Sistema de obtención de datos o monitoreo.

2. Características principales

Los sistemas en tiempo real se distinguen por las siguientes 7 características fundamentales:

• Complejidad: Estructuras de gran escala y alta complejidad.
• Precisión: Manipulación avanzada de números reales.
• Fiabilidad: Niveles elevados de seguridad y tolerancia a fallos.
• Concurrencia: Control concurrente de los distintos componentes separados del sistema.
• Funcionalidad: Operaciones optimizadas para el tiempo real.
• Hardware: Interacción directa con interfaces de hardware.
• Eficiencia: Implementación optimizada y entornos de ejecución especializados.

3. Prioridad estática frente a dinámica

La gestión de tareas se divide según su capacidad de ajuste:

• Planificador de prioridad estática: Asigna la misma prioridad a todas las instancias de una tarea; por lo tanto, la prioridad de cada tarea es fija con respecto a las demás.
• Planificador de prioridad dinámica: Puede asignar diferentes prioridades a distintas instancias de la misma tarea. La prioridad puede cambiar a medida que nuevas instancias llegan o finalizan su ejecución.

4. Ciclo de vida de un proceso

Una vez creado un proceso, este atraviesa diversas etapas hasta su finalización:

• Inicialización: Fase de creación y preparación. Algunos procesos pueden fallar aquí y pasar directamente a terminación.
• Ejecución: Es el estado más importante. Dado que existe un límite de procesadores, no todos los procesos pueden ejecutarse simultáneamente.
• Ejecutable: Estado en el que el proceso podría ejecutarse si hubiera un procesador disponible.
• Terminación: Fase final tras la cual el proceso pasa a la no existencia, donde ya no es posible acceder a él.

Resumen del flujo: No existe → Creado → Inicialización → Ejecutable/Ejecución → Terminado.