分布式实时系统原理与设计方法（原书第2版）

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　π/Δ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