实时系统基础（Real-Time Systems）
实时系统是一种以“时间约束”为核心正确性标准的计算模型。 系统正确性不仅取决于结果是否正确，还取决于结果是否在截止时间内完成。
一、实时系统定义
实时系统要求任务在规定时间窗口内完成，否则结果失效或系统行为错误。
正确性 = 逻辑正确性 + 时间正确性
截止时间：执行时间 ≤ 截止时间
超时 = 系统级错误
实时系统的核心边界是“时间约束是否可验证”。
二、时间约束模型
在实时系统中，时间是核心资源，所有任务都必须映射为时间约束模型。
任务模型：
任务 =（开始时间，执行时间，截止时间）
约束：
开始时间 + 执行时间 ≤ 截止时间
实时系统设计本质是时间预算分配问题，而不是单纯任务实现问题。
三、实时系统分类
硬实时
超时即系统失败，必须保证严格时间上界。
软实时
允许延迟，性能随延迟下降。
固实时
超时结果失效，但系统继续运行。
非实时
以吞吐量与公平性为核心。
四、关键评价指标
1. WCET（最坏执行时间）
2. WCRT（最坏响应时间）
3. 中断延迟上界
4. 调度确定性
5. 抖动（Jitter）
实时系统设计必须基于最坏情况分析，而不是平均性能。
五、系统执行模型
中断触发 → 调度决策 → 任务选择 → 上下文切换 → 截止时间验证
系统正确性依赖整条执行链的时间上界，而不是单点性能。
六、HRTOS中的位置
实时系统是HRTOS的约束层，它定义所有执行机制必须满足的时间规则。 系统设计目标是减少时间不确定性扩散。
体系结构：
应用
↓
任务
↓
调度
↓
中断
↓
实时约束层
↓
时间确定性模型
七、总结模型
RTOS：
系统 =（任务，调度器，中断，约束）
∀ 任务：完成时间 ≤ 截止时间
∀ 中断：延迟存在上界约束
∀ 调度器：行为具有确定性
实时系统本质是“时间约束计算模型”，而不是软件类型分类。