تشير البرمجة في الوقت الفعلي إلى نموذج في تطوير البرمجيات مصمم لتلبية متطلبات أنظمة الوقت الفعلي. أنظمة الوقت الفعلي هي تلك الأنظمة التي لا يعتمد فيها الأداء الصحيح للنظام على الصحة المنطقية للمخرجات فحسب، بل أيضًا على الوقت الذي يتم فيه إنتاج المخرجات. بمعنى آخر، أنظمة الوقت الحقيقي لديها قيود زمنية صارمة، وتتضمن البرمجة في الوقت الحقيقي تصميم وتنفيذ برمجيات يمكنها الاستجابة للأحداث أو مدخلات البيانات ضمن قيود زمنية محددة مسبقًا، والتي يتم قياسها عادةً بالمللي ثانية أو حتى بالميكروثانية.
في سياق نماذج البرمجة، تظهر البرمجة في الوقت الفعلي كنهج حاسم لتطوير التطبيقات في مجالات مثل الطيران والسيارات والأتمتة الصناعية والاتصالات والروبوتات، من بين مجالات أخرى. يمكن تصنيف أنظمة الوقت الفعلي على نطاق واسع إلى فئتين: أنظمة الوقت الفعلي الصعبة، حيث يمكن أن يؤدي عدم الالتزام بالموعد النهائي إلى عواقب كارثية، وأنظمة الوقت الفعلي الناعمة، حيث قد يكون التفويت في الموعد النهائي العرضي أمرًا مقبولاً ولكن لا يزال من الممكن أن يؤثر سلبًا على الأداء العام. أداء النظام.
الهدف الأساسي للبرمجة في الوقت الفعلي هو ضمان القدرة على التنبؤ والحتمية، سواء من حيث وقت تنفيذ المهام الفردية أو تفاعلاتها. ولتحقيق ذلك، تعتمد البرمجة في الوقت الفعلي على تقنيات ومنهجيات مختلفة، مثل الجدولة الوقائية القائمة على الأولوية، وتحليل التعليمات البرمجية الثابتة لتقدير وقت التنفيذ في أسوأ الحالات، وبنيات البرمجة المتزامنة، واعتماد البنى المحفزة بالوقت. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لمطوري التطبيقات الاستفادة من أنظمة التشغيل المتخصصة في الوقت الفعلي (RTOS) التي تم تحسينها لتوفير جدولة حتمية وإدارة الموارد.
أحد الجوانب المهمة للبرمجة في الوقت الفعلي هو الحاجة إلى إدارة التزامن، والتنفيذ المتزامن لمهام متعددة. يعد التحكم في التزامن مهمًا بشكل خاص في أنظمة الوقت الفعلي نظرًا لأن المهام المتعددة قد تتنافس على الموارد المشتركة (على سبيل المثال، وحدة المعالجة المركزية والذاكرة والأجهزة الطرفية)، مما يؤدي إلى اختناقات محتملة وعدم تحديد وقت التنفيذ. يمكن استخدام آليات التحكم في التزامن مثل الإشارات والشاشات وتمرير الرسائل لتنسيق التفاعلات بين المهام المختلفة ولمنع حالات السباق والتوقف التام.
قد يواجه المطورون العديد من التحديات عند العمل مع البرمجة في الوقت الفعلي، مثل قوة المعالجة المحدودة، أو قيود الذاكرة الصارمة، أو الحاجة إلى تصميم مشترك للأجهزة والبرمجيات المخصصة. ولمواجهة هذه التحديات، غالبًا ما تتضمن البرمجة في الوقت الفعلي استخدام اللغات والمكتبات ومجموعات الأدوات المتخصصة. على سبيل المثال، Ada هي لغة برمجة مصممة خصيصًا لأنظمة الوقت الفعلي عالية التكامل. وبالمثل، تم اقتراح امتدادات متخصصة في الوقت الفعلي لمزيد من لغات البرمجة ذات الأغراض العامة مثل C وC++ وJava.
أصبحت أنظمة الوقت الحقيقي منتشرة بشكل متزايد في حياتنا اليومية، مع تطبيقات تمتد من أنظمة التحكم في المركبات المستقلة إلى مصانع التصنيع الذكية وحتى الأجهزة الطبية الذكية. تركز جهود البحث والتطوير في البرمجة في الوقت الفعلي باستمرار على ابتكار تقنيات وأدوات ومنهجيات جديدة لتلبية المتطلبات المتزايدة باستمرار لمثل هذه التطبيقات. علاوة على ذلك، يستكشف الباحثون أوجه التآزر بين البرمجة في الوقت الفعلي والنماذج الأخرى، مثل المعالجة المتوازية أو الأنظمة الموزعة، لتمكين أشكال جديدة من الحوسبة في الوقت الفعلي.
في عالم الأنظمة الأساسية no-code مثل AppMaster ، يمكن أن تلعب البرمجة في الوقت الفعلي دورًا حاسمًا في تمكين المستخدمين من تطوير التطبيقات التي تتطلب قدرات معالجة وصنع قرار حساسة للوقت. من خلال استخلاص التعقيدات الأساسية للبرمجة في الوقت الفعلي وتزويد المستخدمين بواجهات مرئية بديهية، يمكن لـ AppMaster تمكين المطورين المواطنين من إنشاء تطبيقات في الوقت الفعلي قابلة للتطوير وموثوقة تلتزم بقيود زمنية صارمة. وفي هذا الصدد، تبرز البرمجة في الوقت الفعلي كعامل تمكين رئيسي لتوسيع نطاق التطبيقات وحالات الاستخدام التي يمكن معالجتها بفعالية باستخدام منصات التطوير no-code.
للتلخيص، البرمجة في الوقت الحقيقي هي نموذج برمجة متخصص يركز على تلبية متطلبات التوقيت الصارمة لأنظمة الوقت الحقيقي. إنه مجال بالغ الأهمية لتطوير البرمجيات مع تطبيقات في مجالات مختلفة، مثل الطيران والسيارات والروبوتات والاتصالات. تشمل البرمجة في الوقت الفعلي العديد من التقنيات والمنهجيات، بدءًا من الجدولة الوقائية القائمة على الأولوية والتحكم في التزامن إلى اللغات والأدوات المتخصصة. نظرًا لأن أنظمة الوقت الفعلي أصبحت أكثر انتشارًا في الحياة اليومية، تستمر البرمجة في الوقت الفعلي في التطور والتكيف لمواجهة التحديات والمتطلبات الناشئة لمختلف التطبيقات وحالات الاستخدام، بما في ذلك تلك التي تواجهها الأنظمة الأساسية المبتكرة no-code مثل AppMaster.
