7、实时系统可靠性与心脏病学人工智能软件架构解析

实时系统可靠性与心脏病学人工智能软件架构解析

实时系统可靠性概述

在当今科技领域，实时系统的可靠性至关重要。特别是在安全关键系统中，如航空电子、任务计算和车辆控制等领域，嵌入式软件主要用于从外部刺激收集信息，并及时响应各种干扰。

• 可靠性的定义 ：可靠性指的是系统或组件在特定条件下，在一定时间内执行其指定功能的能力。例如，一个具有三台相同计算机及相应程序副本的对称计算系统，用于实时控制铁路交通，在三年的运行中仅出现了7次故障，其中5次是由于程序错误导致的。
• 实时系统的分类 ：
  • 硬实时系统 ：时间违规后果可能是灾难性的。例如空间站控制系统、自动驾驶系统和重症监护患者监测系统等，即使在发生故障的情况下，任务也必须按时完成。
  • 软实时系统 ：后果相对可以容忍。像各种预订机票、银行和电子商务应用等，更重要的是尽快检测到故障而不是掩盖它。

提高系统容错性的方法

为了确保系统在部分部件出现故障时仍能继续工作，需要提高系统的容错能力，主要有以下两种方法：
- 硬件方法 ：通过向系统添加额外的冗余硬件来实现容错。例如大型客机上通常配备一个中央自动驾驶系统和两个备份系统，这就是通过添加冗余硬件来提高系统弹性的典型例子。
- 软件方法 ：根据具体情况，依靠代码、进程甚至消息的复制来实现。