《分散式實時系統原理與設計方法》是2019年機械工業出版社出版的圖書，作者是赫爾曼·科佩茨（Hermann Kopetz）。
基本介紹
- 中文名：分散式實時系統原理與設計方法
- 作者：赫爾曼·科佩茨（Hermann Kopetz）
- 出版社：機械工業出版社
- 出版時間：2019年1月1日
- ISBN：9787111613770
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,
內容簡介
實時系統的行為確定性是個艱深的主題，需要對系統全局特性有深入的理解。準確和完整理解這個特性的主要困難在於系統的時域行為，需要在各個抽象層次上開展分析和設計，而這一直是經典的實時系統著作有所欠缺的地方。《分散式實時系統原理與設計方法（原書第2版）/計算機科學叢書》從體系結構層面介紹了分散式實時系統的設計，主要內容包括實時系統環境、簡潔性、全局時間、實時模型、時間關係、依賴性、實時通信、能量、實時作業系統、實時調度、系統設計、驗證性、物聯網以及實時觸發體系結構方面的內容。
圖書目錄
出版者的話
譯者序
中文版序
前言
第1章 實時環境 1
1.1 實時計算機系統 1
1.2 功能需求 2
1.2.1 數據採集 2
1.2.2 直接數字控制 4
1.2.3 人機互動 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 可維護性 8
1.4.4 可用性 9
1.4.5 信息安全 9
1.5 實時系統分類 9
1.5.1 硬實時系統與軟實時系統 10
1.5.2 失效安全系統與失效可運作系統 11
1.5.3 回響有保證系統與盡力而為系統 11
1.5.4 資源充分系統與資源受限系統 12
1.5.5 事件觸發系統與時間觸發系統 12
1.6 實時系統產品的市場分析 12
1.6.1 嵌入式實時系統 13
1.6.2 工廠自動化系統 14
1.6.3 多媒體系統 15
1.7 實時系統典型案例 15
1.7.1 管道流量控制系統 15
1.7.2 發動機控制器 16
1.7.3 自動軋鋼系統 17
要點回顧 18
文獻註解 19
複習題 19
第2章 簡約設計 21
2.1 認知 21
2.1.1 問題求解 21
2.1.2 概念定義 23
2.1.3 認知複雜性 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 科學概念 27
2.2.3 訊息 27
2.2.4 變數的語義內容 28
2.3 建模的本質 29
2.3.1 目標與視角 29
2.3.2 設計的主要挑戰 30
2.4 湧現行為 31
2.4.1 不可約性 31
2.4.2 基礎特性和推導特性 31
2.4.3 複雜系統 32
2.5 如何開展簡約設計 33
要點回顧 34
文獻註解 35
複習題 36
第3章 全局時間 37
3.1 時間和序 37
3.1.1 不同（性質）的序 37
3.1.2 時鐘 38
3.1.3 精度和準確度 40
3.1.4 時間標準 41
3.2 時間測量 42
3.2.1 全局時間 42
3.2.2 區間測量 43
3.2.3 π/Δ優先序 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 時間網關 55
3.5.3 時間格式 56
要點回顧 56
文獻註解 57
複習題 57
第4章 實時模型 59
4.1 模型概述 59
4.1.1 組件和訊息 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 事件觸發控制與時間觸發控制 62
4.2 組件狀態 63
4.2.1 狀態的定義 63
4.2.2 袖珍計算器案例 63
4.2.3 基狀態 64
4.2.4 資料庫組件 66
4.3 訊息 66
4.3.1 訊息結構 66
4.3.2 事件信息與狀態信息 66
4.3.3 事件觸發訊息 67
4.3.4 時間觸發訊息 68
4.4 組件接口 68
4.4.1 接口特性 69
4.4.2 連結接口 70
4.4.3 技術獨立控制接口 70
4.4.4 技術相關調試接口 70
4.4.5 本地接口 71
4.5 網關組件 71
4.5.1 特性失配 72
4.5.2 網關組件的LIF與本地接口 72
4.5.3 標準化的訊息接口 73
4.6 連結接口規格 74
4.6.1 傳輸規格 74
4.6.2 操作規格 74
4.6.3 元級規格 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 77
要點回顧 79
文獻註解 80
複習題 80
第5章 時域關係 82
5.1 實時實體 82
5.1.1 控制範圍 82
5.1.2 離散實時實體和連續實時實體 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 95
5.6.3 不確定性設計成分 95
5.6.4 重獲確定性 96
要點回顧 97
文獻註解 98
複習題 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 網路身份認證 108
6.2.5 實時控制數據的保護 109
6.3 異常檢測 109
6.3.1 什麼是異常 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 113
6.4.2 容錯單元 114
6.4.3 成員關係服務 116
6.5 健壯性 117
6.5.1 基本概念 117
6.5.2 健壯系統的結構 118
6.6 組件重集成 118
6.6.1 重集成時間點 119
6.6.2 最小化基狀態規模 119
6.6.3 組件重啟 120
要點回顧 120
文獻註解 122
複習題 122
第7章 實時通信 123
7.1 需求 123
作者簡介
赫爾曼·科佩茨（ Hermann Kopetz），1968年在奧地利維也納大學獲得物理學博士學位，曾在奧地利工業部工作，自1982年以來任教於維也納理工大學，擔任軟體工程和實時系統方向的教授。Kopetz教授目前是奧地利科學院院士，IEEE Fellow，Information Society Advisory Group（ISTAG）成員，為歐盟委員會在信息技術領域提供諮詢。2007年獲得法國Paul Sabatier大學榮譽博士。Kopetz教授是構建可靠嵌入式系統所必須的時間觸發技術的理論建立者，也是TTTech公司的聯合創始人。他已經發表過100多篇關於嵌入式系統的論文，並在可靠的實時系統領域擁有20多項專利。時間觸發技術目前已經部署在領先的自動化和航天套用領域，並已經被NASA用於Orion航天飛船上。
吳際，博士，北京航空航天大學計算機學院副教授，中國計算機學會軟體工程專業委員會委員。主要研究方向為安全關鍵系統與軟體的建模、驗證與評估，軟體可靠性與安全性，軟體測試以及智慧型物聯網系統等。獲得省部級科技進步二等獎2項，北京市教學成果獎一等1項和二等獎1項。發表高水平論文30餘篇。
龍翔，博士，北京航空航天大學計算機學院教授，博士生導師。CCF體系結構專委會委員。長期從事計算機系統結構和作業系統的教學工作，以及面向領域的計算機體系結構、分散式實時作業系統和安全關鍵嵌入式實時系統設計等方面的研究工作。
尚利宏，博士，北京航空航天大學計算機學院系統結構所副教授。中國計算機學會容錯專業委員會委員。主要研究方向為嵌入式系統、容錯計算技術、機載計算機體系結構、機載機電系統綜合化技術。已發表論文50餘篇，其中SCI/EI檢索20餘篇，獲發明專利4項。獲北京航空航天大學教學成果一等獎1項，省部級科技進步二等獎1項，省部級科技進步三等獎2項。
