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| 內容簡介： |
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实时系统的行为确定性是个艰深的主题，需要对系统全局特性有深入的理解。准确和完整理解这个特性的主要困难在于系统的时域行为，需要在各个抽象层次上开展分析和设计，而这一直是经典的实时系统著作有所欠缺的地方。本书从体系结构层面介绍了分布式实时系统的设计，主要内容包括实时系统环境、简洁性、全局时间、实时模型、时间关系、依赖性、实时通信、能量、实时操作系统、实时调度、系统设计、验证性、物联网以及实时触发体系结构方面的内容。
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| 目錄：
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出版者的话
译者序
中文版序
前言
第1章 实时环境1
1.1 实时计算机系统1
1.2 功能需求2
1.2.1 数据采集2
1.2.2 直接数字控制4
1.2.3 人机交互4
1.3 时域需求5
1.3.1 时域需求的出处5
1.3.2 最小延迟抖动7
1.3.3 最小错误检测延迟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 可维护性8
1.4.4 可用性9
1.4.5 信息安全9
1.5 实时系统分类9
1.5.1 硬实时系统与软实时系统10
1.5.2 失效安全系统与失效可运作系统11
1.5.3 响应有保证系统与尽力而为系统11
1.5.4 资源充分系统与资源受限系统12
1.5.5 事件触发系统与时间触发系统12
1.6 实时系统产品的市场分析12
1.6.1 嵌入式实时系统13
1.6.2 工厂自动化系统14
1.6.3 多媒体系统15
1.7 实时系统典型案例15
1.7.1 管道流量控制系统15
1.7.2 发动机控制器16
1.7.3 自动轧钢系统17
要点回顾18
文献注解19
复习题19
第2章 简约设计21
2.1 认知21
2.1.1 问题求解21
2.1.2 概念定义23
2.1.3 认知复杂性23
2.1.4 简化策略25
2.2 概念图谱25
2.2.1 概念形成25
2.2.2 科学概念27
2.2.3 消息27
2.2.4 变量的语义内容28
2.3 建模的本质29
2.3.1 目标与视角29
2.3.2 设计的主要挑战30
2.4 涌现行为31
2.4.1 不可约性31
2.4.2 基础特性和推导特性31
2.4.3 复杂系统32
2.5 如何开展简约设计33
要点回顾34
文献注解35
复习题36
第3章 全局时间37
3.1 时间和序37
3.1.1 不同（性质）的序37
3.1.2 时钟38
3.1.3 精度和准确度40
3.1.4 时间标准41
3.2 时间测量42
3.2.1 全局时间42
3.2.2 区间测量43
3.2.3 πΔ优先序44
3.2.4 时间测量的根本局限45
3.3 稠密时间与稀疏时间45
3.3.1 稠密时基46
3.3.2 稀疏时基46
3.3.3 时空划分47
3.3.4 时间的周期性表示48
3.4 内时钟同步48
3.4.1 同步条件49
3.4.2 集中式主控同步50
3.4.3 容错同步算法51
3.4.4 状态校正与速率校正53
3.5 外时钟同步54
3.5.1 外部时间源54
3.5.2 时间网关55
3.5.3 时间格式56
要点回顾56
文献注解57
复习题57
第4章 实时模型59
4.1 模型概述59
4.1.1 组件和消息59
4.1.2 组件集群60
4.1.3 时域控制与逻辑控制61
4.1.4 事件触发控制与时间触发控制62
4.2 组件状态63
4.2.1 状态的定义63
4.2.2 袖珍计算器案例63
4.2.3 基状态64
4.2.4 数据库组件66
4.3 消息66
4.3.1 消息结构66
4.3.2 事件信息与状态信息66
4.3.3 事件触发消息67
4.3.4 时间触发消息68
4.4 组件接口68
4.4.1 接口特性69
4.4.2 链接接口70
4.4.3 技术独立控制接口70
4.4.4 技术相关调试接口70
4.4.5 本地接口71
4.5 网关组件71
4.5.1 特性失配72
4.5.2 网关组件的LIF与本地接口72
4.5.3 标准化的消息接口73
4.6 链接接口规格74
4.6.1 传输规格74
4.6.2 操作规格74
4.6.3 元级规格75
4.7 组件集成76
4.7.1 可组合性原则76
4.7.2 集成视角77
4.7.3 成体系系统77
要点回顾79
文献注解80
复习题80
第5章 时域关系82
5.1 实时实体82
5.1.1 控制范围82
5.1.2 离散实时实体和连续实时实体83
5.2 观测83
5.2.1 不带时间戳的观测83
5.2.2 间接观测84
5.2.3 状态观测84
5.2.4 事件观测84
5.3 实时镜像与实时对象85
5.3.1 实时镜像85
5.3.2 实时对象85
5.4 时域精确性86
5.4.1 定义86
5.4.2 实时镜像的分类88
5.4.3 状态估计89
5.4.4 可组合性考虑90
5.5 持久性和幂等性90
5.5.1 持久性90
5.5.2 动作延迟时长91
5.5.3 精确性时间间隔与动作延迟92
5.5.4 幂等性92
5.6 确定性92
5.6.1 确定性的定义93
5.6.2 一致的初始状态95
5.6.3 不确定性设计成分95
5.6.4 重获确定性96
要点回顾97
文献注解98
复习题98
第6章 可信性99
6.1 基本概念99
6.1.1 故障100
6.1.2 错误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 安全威胁105
6.2.3 加密方法106
6.2.4 网络身份认证108
6.2.5 实时控制数据的保护109
6.3 异常检测109
6.3.1 什么是异常109
6.3.2 失效检测111
6.3.3 错误检测111
6.4 容错112
6.4.1 故障假设113
6.4.2 容错单元114
6.4.3 成员关系服务116
6.5 健壮性117
6.5.1 基本概念117
6.5.2 健壮系统的结构118
6.6 组件重集成118
6.6.1 重集成时间点119
6.6.2 最小化基状态规模119
6.6.3 组件重启120
要点回顾120
文献注解122
复习题122
第7章 实时通信123
7.1 需求123
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| 內容試閱：
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本书适合用作高年级本科生或一年级研究生的实时嵌入式系统（也称为信息物理融合系统）课程的教材，首要目标是系统地介绍相关知识。本书内容划分为14章，正好对应一个学期的14周教学。本书也可作为技术参考书，向工业界的实践者提供实时嵌入式系统设计的现状，以及该领域涉及的基础性概念。从本书第1版出版至今的14年间，维也纳技术大学有超过1000名学生使用该书作为教材来学习实时系统课程。这些学生的反馈和嵌入式实时系统这个动态变化领域的许多新进展，都融入了第2版中。本书关注体系结构层次的分布式实时系统设计。然而我们发现，相当大一部分计算机科学文献都忽略了实时时间的推进，这使得实时系统设计者不掌握这个关键知识的抽象层次就无法开展系统设计工作。因此，物理时间推进是本书中最重要的概念，在此基础上定义很多相关的概念。本书使用大量来自工业界的案例来洞察解释与时间推进相关的基础性概念。本书扩展了分布式实时系统的概念模型，并精确定义了与时间相关的重要概念，如稀疏时间、状态、实时数据的时域精确性和确定性等。
大规模计算机系统的认知复杂性演化是个极为受关注的主题，第2版专门增加了一章来论述简约设计（第2章）。本章采纳了认知领域的一些最新研究发现，包括概念形成、理解、人类的简化策略、模型构建，并形成了有助于简约系统设计的7个原则。在后续的12章中，都围绕这些原则展开论述。另外还新增了两章，分别是第8章和第13章，论述移动设备这一巨大市场中越来越重要的主题。关于第6、7、11、12章都进行了系统性修订，并特别关注基于组件的设计和基于模型的设计。在第6章中，新增了关于信息安全和功能安全的多个小节。第14章介绍了时间触发体系结构，把本书论述的概念整合成连贯一致的框架，用来开发可信嵌入式实时系统。自本书第1版出版以来，在许多应用领域都可以清楚地看到,已经从采用事件触发设计方法学转向采用时间触发设计方法学来设计可信分布式实时系统。
本书假设读者拥有计算机科学或计算机工程方面的背景知识，或者在嵌入式系统设计、实现方面有一些实践经验。
作为不可分割的组成部分，本书最后对贯穿全书的技术术语给出了相应定义。如果读者在阅读过程中不确定某些术语的确切内涵，建议参考术语定义部分。
致谢
无法在这里一一列举所有对本书第2版有贡献的学生、工业界和科学界同行的姓名，他们在过去十几年为本书提出了诸多富有启发的问题或给出了建设性的评论。在完成本书第2版的最后阶段——2010年10月，我在范德堡大学讲授一门由Janos Sztipanovits组织的课程，从听众那里得到了宝贵的意见。在这里要特别感谢Christian Tessarek，他承担了本书的插图设计工作。感谢阅读了部分或全部手稿并提出了许多宝贵修改建议的Sven Bünte、Christian El-Salloum、Bernhard Fr?mel、 Oliver H?ftberger, Herbert Grünbacher、Benedikt Huber、Albrecht Kadlec、Roland Kammerer、Susanne Kandl、Vaclav Mikolasek、Stefan Poledna、Peter Puschner、Brian Randell、Andreas Steininger、Ekarin Suethanuwong、 Armin Wasicek、Michael Zolda，以及来自范德堡大学的学生Kyoungho An、Joshua D. Carl、Spencer Crosswy、Fred Eisele、Fan Qui和 Adam C. Trewyn。
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