分布式實時系統(tǒng)原理與設(shè)計方法（原書第2版）

出版者的話 

譯者序 

中文版序 

前言 

第1章　實時環(huán)境 1 

1.1　實時計算機(jī)系統(tǒng) 1 

1.2　功能需求 2 

1.2.1　數(shù)據(jù)采集 2 

1.2.2　直接數(shù)字控制 4 

1.2.3　人機(jī)交互 4 

1.3　時域需求 5 

1.3.1　時域需求的出處 5 

1.3.2　最小延遲抖動 7 

1.3.3　最小錯誤檢測延遲 7 

1.4　可信需求 7 

1.4.1　可靠性 7 

1.4.2　安全性 8 

1.4.3　可維護(hù)性 8 

1.4.4　可用性 9 

1.4.5　信息安全 9 

1.5　實時系統(tǒng)分類 9 

1.5.1　硬實時系統(tǒng)與軟實時系統(tǒng) 10 

1.5.2　失效安全系統(tǒng)與失效可運(yùn)作系統(tǒng) 11 

1.5.3　響應(yīng)有保證系統(tǒng)與盡力而為系統(tǒng) 11 

1.5.4　資源充分系統(tǒng)與資源受限系統(tǒng) 12 

1.5.5　事件觸發(fā)系統(tǒng)與時間觸發(fā)系統(tǒng) 12 

1.6　實時系統(tǒng)產(chǎn)品的市場分析 12 

1.6.1　嵌入式實時系統(tǒng) 13 

1.6.2　工廠自動化系統(tǒng) 14 

1.6.3　多媒體系統(tǒng) 15 

1.7　實時系統(tǒng)典型案例 15 

1.7.1　管道流量控制系統(tǒng) 15 

1.7.2　發(fā)動機(jī)控制器 16 

1.7.3　自動軋鋼系統(tǒng) 17 

要點(diǎn)回顧 18 

文獻(xiàn)注解 19 

復(fù)習(xí)題 19 

第2章　簡約設(shè)計 21 

2.1　認(rèn)知 21 

2.1.1　問題求解 21 

2.1.2　概念定義 23 

2.1.3　認(rèn)知復(fù)雜性 23 

2.1.4　簡化策略 25 

2.2　概念圖譜 25 

2.2.1　概念形成 25 

2.2.2　科學(xué)概念 27 

2.2.3　消息 27 

2.2.4　變量的語義內(nèi)容 28 

2.3　建模的本質(zhì) 29 

2.3.1　目標(biāo)與視角 29 

2.3.2　設(shè)計的主要挑戰(zhàn) 30 

2.4　涌現(xiàn)行為 31 

2.4.1　不可約性 31 

2.4.2　基礎(chǔ)特性和推導(dǎo)特性 31 

2.4.3　復(fù)雜系統(tǒng) 32 

2.5　如何開展簡約設(shè)計 33 

要點(diǎn)回顧 34 

文獻(xiàn)注解 35 

復(fù)習(xí)題 36 

第3章　全局時間 37 

3.1　時間和序 37 

3.1.1　不同（性質(zhì)）的序 37 

3.1.2　時鐘 38 

3.1.3　精度和準(zhǔn)確度 40 

3.1.4　時間標(biāo)準(zhǔn) 41 

3.2　時間測量 42 

3.2.1　全局時間 42 

3.2.2　區(qū)間測量 43 

3.2.3　π/Δ優(yōu)先序 44 

3.2.4　時間測量的根本局限 45 

3.3　稠密時間與稀疏時間 45 

3.3.1　稠密時基 46 

3.3.2　稀疏時基 46 

3.3.3　時空劃分 47 

3.3.4　時間的周期性表示 48 

3.4　內(nèi)時鐘同步 48 

3.4.1　同步條件 49 

3.4.2　集中式主控同步 50 

3.4.3　容錯同步算法 51 

3.4.4　狀態(tài)校正與速率校正 53 

3.5　外時鐘同步 54 

3.5.1　外部時間源 54 

3.5.2　時間網(wǎng)關(guān) 55 

3.5.3　時間格式 56 

要點(diǎn)回顧 56 

文獻(xiàn)注解 57 

復(fù)習(xí)題 57 

第4章　實時模型 59 

4.1　模型概述 59 

4.1.1　組件和消息 59 

4.1.2　組件集群 60 

4.1.3　時域控制與邏輯控制 61 

4.1.4　事件觸發(fā)控制與時間觸發(fā)控制 62 

4.2　組件狀態(tài) 63 

4.2.1　狀態(tài)的定義 63 

4.2.2　袖珍計算器案例 63 

4.2.3　基狀態(tài) 64 

4.2.4　數(shù)據(jù)庫組件 66 

4.3　消息 66 

4.3.1　消息結(jié)構(gòu) 66 

4.3.2　事件信息與狀態(tài)信息 66 

4.3.3　事件觸發(fā)消息 67 

4.3.4　時間觸發(fā)消息 68 

4.4　組件接口 68 

4.4.1　接口特性 69 

4.4.2　鏈接接口 70 

4.4.3　技術(shù)獨(dú)立控制接口 70 

4.4.4　技術(shù)相關(guān)調(diào)試接口 70 

4.4.5　本地接口 71 

4.5　網(wǎng)關(guān)組件 71 

4.5.1　特性失配 72 

4.5.2　網(wǎng)關(guān)組件的LIF與本地接口 72 

4.5.3　標(biāo)準(zhǔn)化的消息接口 73 

4.6　鏈接接口規(guī)格 74 

4.6.1　傳輸規(guī)格 74 

4.6.2　操作規(guī)格 74 

4.6.3　元級規(guī)格 75 

4.7　組件集成 76 

4.7.1　可組合性原則 76 

4.7.2　集成視角 77 

4.7.3　成體系系統(tǒng) 77 

要點(diǎn)回顧 79 

文獻(xiàn)注解 80 

復(fù)習(xí)題 80 

第5章　時域關(guān)系 82 

5.1　實時實體 82 

5.1.1　控制范圍 82 

5.1.2　離散實時實體和連續(xù)實時實體 83 

5.2　觀測 83 

5.2.1　不帶時間戳的觀測 83 

5.2.2　間接觀測 84 

5.2.3　狀態(tài)觀測 84 

5.2.4　事件觀測 84 

5.3　實時鏡像與實時對象 85 

5.3.1　實時鏡像 85 

5.3.2　實時對象 85 

5.4　時域精確性 86 

5.4.1　定義 86 

5.4.2　實時鏡像的分類 88 

5.4.3　狀態(tài)估計 89 

5.4.4　可組合性考慮 90 

5.5　持久性和冪等性 90 

5.5.1　持久性 90 

5.5.2　動作延遲時長 91 

5.5.3　精確性時間間隔與動作延遲 92 

5.5.4　冪等性 92 

5.6　確定性 92 

5.6.1　確定性的定義 93 

5.6.2　一致的初始狀態(tài) 95 

5.6.3　不確定性設(shè)計成分 95 

5.6.4　重獲確定性 96 

要點(diǎn)回顧 97 

文獻(xiàn)注解 98 

復(fù)習(xí)題 98 

第6章　可信性 99 

6.1　基本概念 99 

6.1.1　故障 100 

6.1.2　錯誤 101 

6.1.3　失效 102 

6.2　信息安全 104 

6.2.1　安全信息流 104 

6.2.2　安全威脅 105 

6.2.3　加密方法 106 

6.2.4　網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證 108 

6.2.5　實時控制數(shù)據(jù)的保護(hù) 109 

6.3　異常檢測 109 

6.3.1　什么是異常 109 

6.3.2　失效檢測 111 

6.3.3　錯誤檢測 111 

6.4　容錯 112 

6.4.1　故障假設(shè) 113 

6.4.2　容錯單元 114 

6.4.3　成員關(guān)系服務(wù) 116 

6.5　健壯性 117 

6.5.1　基本概念 117 

6.5.2　健壯系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 118 

6.6　組件重集成 118 

6.6.1　重集成時間點(diǎn) 119 

6.6.2　最小化基狀態(tài)規(guī)模 119 

6.6.3　組件重啟 120 

要點(diǎn)回顧 120 

文獻(xiàn)注解 122 

復(fù)習(xí)題 122 

第7章　實時通信 123 

7.1　需求 123