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Conceptos Básicos de Tiempo Real

El concepto de Tiempo Real (RT por sus siglas en inglés ) esta por todo el mundo. Todos hablan de juegos en RT, transacciones en RT, etc. Sin embargo, poca gente conoce la sutil diferencia entre rapidez de respuesta y RT. Para aclarar esta diferencia necesitamos conocer tres conceptos básicos referentes a la descripción temporal del programa y el impacto de no cumplir con los requerimientos de tiempo de dicho programa.

Conceptos importantes para describir un programa de Tiempo Real

La mayoria de los Sistemas Operativos (SO) son diseñados para tener buen rendimiento de procesamiento y buen tiempo de respuesta. La gran mayoría tienen un planificador de trabajos ``equitativo'' para selecionar el siguiente proceso a ejecutarse. Sin embargo, un SO de RT debe ser capaz de planificar procesos para cumplir los plazos requeridos por las aplicaciones. Esto implica un planificador de trabajos el cual puede que no sea equitativo pero si correcto para seleccionar el próximo proceso a correr. Antes de poder discutir la diferencia entre rapidez de respuesta y RT, es importante tener claros tres conceptos. Cada uno de estos conceptos nos permitirán describir claramente un programa o proceso de RT. Estos conceptos son Plazo, Resolución de tiempo y Periodicidad de acontecimientos.

• Plazo
  Plazo o Dead-line se refiere al hecho de terminar una tarea, trabajo o ejecución a un tiempo pre-determinado o pre-acordado. Por ejemplo, la construcción de una casa en tres meses, el pago de nuestros impuestos antes de la fecha límite, un sistema de los multimedia en el cual una imágen se debe poner al día cada trigésimo de un segundo, imprimir una página cada 10 segundos, etc. En cada uno de los ejemplos anteriores existe un plazo que debemos cumplir. En el caso del sistema multimedia, el plazo es un trigésimo de segundo, en el ejemplo de la casa el plazo es tres meses, etc.

• Resolución de tiempo
  Resolución de tiempo se refiere a la unidad mínima de tiempo que el sistema es capaz de registrar para medir un plazo. En sistemas operativos como Linux esta resolución es de 10 milisegundos. Es decir que podemos fijar un plazo en términos de centésimas de segundo. En cambio en un relog de pulsera comunmente la máxima resolución de tiempo es de un segundo. Haciendo una analogía con el sistema postal, la mejor resolución que tiene es día laboral o en algunos casos horas.

• Acontecimientos periódicos
  Acontecimientos periódicos son los que suceden cada período predefinido de tiempo. Por ejemplo, el día dura 24 horas y tendremos un nuevo día cada 24 horas. El año consta de 365 dias, etc.

  Un acontecimiento aperiódico es el que sucede eventualmente o de vez en cuando sin un espacio de tiempo igual entre acontecimientos. Un ejemplo puede ser la llegada de personas a un central de autobuses, ya que no llegan igualmente espaciadas en tiempo, etc

Clasificación de aplicaciones

Las aplicaciones se pueden clasificar por el impacto que tiene el fallar un plazo y su resolución de tiempo. El impacto puede ser muy severo o muy tolerable. Es posible que el fallar un plazo no sea tan severo si el margen es muy pequeño o por el contrario que sea catastrófico. Para hacer más claros estos escenarios existen varias clasificaciones. Basados en la literatura existente se han propuesto tres clasificaciones. Estos son RT no estricto (Soft RT), RT estricto (Hard RT) y RT firme (Firm RT). Cada una de estas se discute a continuación.

Aplicación de RT no estricto

Cuando el no cumplir un plazo no trae consecuencias graves, este plazo es considerado un plazo no estricto  [1]. Ahora si una aplicación tiene plazos no estrictos y la resolución de tiempo no es muy fina, a esta aplicación se le llama Aplicación RT no estricta [3]. Un buen ejemplo de una aplicación de RT suave es un editor de texto. No importa que tan rápido tecleemos mientras podamos ver los caracteres que acabamos te teclear. Además podemos permitir un retardo de algunos milisegundos.

Aplicación de RT estricto

En algunos casos no cumplir un plazo puede tener consecuencias catastróficas, a este tipo de plazo se le llama plazo estricto [1]. Si una aplicación tiene plazos estrictos y una resolución de tiempo muy fina, a esta le llamaremos Aplicación de RT estricta  [3]. Un buen ejemplo podría ser un robot que maneja autos. Si el robot detecta una escenario de peligro en el cual debe frenar lo más rápido posible y postpone esta tarea para bajar un cristal, las consecuencias pueden ser catastróficas.

Aplicación de RT firme.

Existen aplicaciones que permiten fallar algunos plazos pero que requieren de una resolución de tiempo muy fina. A este tipo la denominaremos Aplicación de RT firme [3]. Por ejemplo, un sistema de videoconferencia el cual permite que no actualicemos una imágen por cada 1000. Esta aplicación a pesar de tener un plazo suave require una resolución de tiempo muy fina.

Rapidez de respuesta vs RT

Ahora estamos en condiciones de enterder la diferencia entre rapidez de respuesta y RT. Rapidez de respuesta es simplemente eso, que tan rápido va responder el sistema. Esto muchas veces se puede lograr comprando equipos con capacidad sobrada. En cambio RT significa obtener esa rapidez de respuesta basado en la administración de los recursos del sistema.

El impacto es subjetivo

Muchas aplicaciones tienen plazos. Sin embargo, algunos sistemas no pueden cumplir esos plazos produciendo diferentes impactos en la aplicación. Es importante remarcar que el impacto de la falla en el cumplimiento de los plazos es algo subjetivo. Esta subjetividad hace difícil tener una frontera clara entre la clasificación de las aplicaciones de RT. En consecuencia algunos usuarios pueden considerar una aplicación RT estricta mientras que otros la consideren RT firme.