Lập trình thời gian thực đề cập đến một mô hình phát triển phần mềm được điều chỉnh để đáp ứng các yêu cầu của hệ thống thời gian thực. Hệ thống thời gian thực là hệ thống trong đó hoạt động chính xác của hệ thống không chỉ phụ thuộc vào tính đúng đắn logic của đầu ra mà còn phụ thuộc vào thời gian đầu ra được tạo ra. Nói cách khác, hệ thống thời gian thực có các ràng buộc nghiêm ngặt về thời gian và lập trình thời gian thực liên quan đến việc thiết kế và triển khai phần mềm có thể phản hồi các sự kiện hoặc dữ liệu đầu vào trong các ràng buộc thời gian được xác định trước, thường được đo bằng mili giây hoặc thậm chí micro giây.
Trong bối cảnh của các mô hình lập trình, lập trình thời gian thực nổi lên như một cách tiếp cận quan trọng để phát triển các ứng dụng trong các lĩnh vực như hàng không vũ trụ, ô tô, tự động hóa công nghiệp, viễn thông và robot, cùng nhiều lĩnh vực khác. Các hệ thống thời gian thực có thể được phân loại thành hai loại: các hệ thống thời gian thực cứng, trong đó việc thiếu thời hạn có thể dẫn đến hậu quả thảm khốc, và các hệ thống thời gian thực mềm, trong đó việc thỉnh thoảng bị trễ thời hạn có thể chấp nhận được nhưng vẫn có thể ảnh hưởng xấu đến tổng thể. hiệu suất hệ thống.
Mục tiêu cơ bản của lập trình thời gian thực là đảm bảo khả năng dự đoán và tính quyết định, cả về thời gian thực hiện các nhiệm vụ riêng lẻ và sự tương tác của chúng. Để đạt được điều này, lập trình thời gian thực dựa trên nhiều kỹ thuật và phương pháp khác nhau, chẳng hạn như lập lịch ưu tiên dựa trên mức độ ưu tiên, phân tích mã tĩnh để ước tính thời gian thực hiện trong trường hợp xấu nhất, cấu trúc lập trình đồng thời và áp dụng kiến trúc kích hoạt thời gian. Ngoài ra, các nhà phát triển ứng dụng có thể tận dụng các hệ điều hành thời gian thực (RTOS) chuyên dụng được tối ưu hóa để cung cấp khả năng lập kế hoạch và quản lý tài nguyên xác định.
Một khía cạnh quan trọng của lập trình thời gian thực là nhu cầu quản lý đồng thời, thực hiện đồng thời nhiều tác vụ. Kiểm soát đồng thời đặc biệt quan trọng trong các hệ thống thời gian thực vì nhiều tác vụ có thể cạnh tranh để giành các tài nguyên dùng chung (ví dụ: CPU, bộ nhớ và thiết bị ngoại vi), dẫn đến tiềm ẩn tắc nghẽn và tính không xác định trong thời gian thực thi. Các cơ chế kiểm soát đồng thời như ẩn dụ, giám sát và truyền tin nhắn có thể được sử dụng để phối hợp các tương tác giữa các tác vụ khác nhau và để ngăn chặn các điều kiện dồn dập và bế tắc.
Các nhà phát triển có thể gặp phải một số thách thức khi làm việc với lập trình thời gian thực, chẳng hạn như khả năng xử lý hạn chế, hạn chế nghiêm ngặt về bộ nhớ hoặc nhu cầu đồng thiết kế phần cứng-phần mềm tùy chỉnh. Để giải quyết những thách thức này, lập trình thời gian thực thường liên quan đến việc sử dụng các ngôn ngữ, thư viện và bộ công cụ chuyên dụng. Chẳng hạn, Ada là ngôn ngữ lập trình được thiết kế đặc biệt cho các hệ thống thời gian thực có tính toàn vẹn cao. Tương tự, các tiện ích mở rộng thời gian thực chuyên biệt đã được đề xuất cho các ngôn ngữ lập trình có mục đích chung hơn như C, C++ và Java.
Các hệ thống thời gian thực ngày càng trở nên phổ biến trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, với các ứng dụng trải rộng từ hệ thống điều khiển phương tiện tự động đến các nhà máy sản xuất thông minh và thậm chí cả các thiết bị y tế thông minh. Các nỗ lực nghiên cứu và phát triển trong lập trình thời gian thực liên tục tập trung vào việc đưa ra các kỹ thuật, công cụ và phương pháp mới để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ứng dụng đó. Hơn nữa, các nhà nghiên cứu đang khám phá sự phối hợp giữa lập trình thời gian thực và các mô hình khác, chẳng hạn như hệ thống xử lý song song hoặc phân tán, để kích hoạt các hình thức tính toán thời gian thực mới.
Trong lĩnh vực nền tảng no-code như AppMaster, lập trình thời gian thực có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc cho phép người dùng phát triển các ứng dụng yêu cầu khả năng xử lý và ra quyết định nhạy cảm với thời gian. Bằng cách loại bỏ sự phức tạp tiềm ẩn của lập trình thời gian thực và cung cấp cho người dùng giao diện trực quan trực quan, AppMaster có thể trao quyền cho ngay cả các nhà phát triển công dân để tạo ra các ứng dụng thời gian thực đáng tin cậy và có thể mở rộng, tuân thủ các ràng buộc nghiêm ngặt về thời gian. Về vấn đề này, lập trình thời gian thực nổi lên như một công cụ hỗ trợ chính để mở rộng phạm vi ứng dụng và trường hợp sử dụng có thể được giải quyết một cách hiệu quả bằng cách sử dụng nền tảng phát triển no-code.
Tóm lại, lập trình thời gian thực là một mô hình lập trình chuyên biệt tập trung vào việc đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về thời gian của hệ thống thời gian thực. Đây là một lĩnh vực quan trọng của phát triển phần mềm với các ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như hàng không vũ trụ, ô tô, robot và viễn thông. Lập trình thời gian thực bao gồm một số kỹ thuật và phương pháp, từ lập kế hoạch ưu tiên dựa trên mức độ ưu tiên và kiểm soát đồng thời cho đến các ngôn ngữ và công cụ chuyên dụng. Khi các hệ thống thời gian thực trở nên phổ biến hơn trong cuộc sống hàng ngày, lập trình thời gian thực tiếp tục phát triển và thích ứng để đáp ứng những thách thức và nhu cầu mới nổi của các ứng dụng và trường hợp sử dụng khác nhau, bao gồm cả những ứng dụng gặp phải trong các nền tảng no-code đổi mới như AppMaster.
