Pengenalan Real Time System

1. Pengertian Sistem Waktu Nyata (Real Time System )
Sistem waktu-nyata adalah sistem yang harus menghasilkan respon yang tepat dalam batas
waktu yang telah ditentukan (kuantitatif). Jika respon komputer melewati batas waktu tersebut,
maka terjadi degradasi performansi atau kegagalan sistem. Sebuah sistem waktu-nyata adalah
sistem yang kebenarannya secara logis didasarkan pada kebenaran hasil-hasil keluaran sistem dan
ketepatan waktu hasil-hasil tersebut dikeluarkan. Aplikasi penggunaan sistem seperti ini
adalah untuk memantau dan mengontrol peralatan seperti motor, assembly line, teleskop, atau
instrumen lainnya. Peralatan telekomunikasi dan jaringan komputer biasanya juga membutuhkan
pengendalian secara waktu-nyata.
Pada awal perkembangan sistem waktu-nyata pada tahun 1950-an sampai dengan akhir 1970-
an, konsumen utama dari sistem waktu-nyata adalah industri militer di Amerika Serikat.
Sekarang, sistem waktu-nyata semakin banyak digunakan dalam otomasi industri dan instrumentasi.
Salah satu contoh umum sistem waktu-nyata adalah sistem komputer yang digunakan oleh NASA
pada pesawat ruang angkasanya. Sistem komputer pesawat ruang angkasa berjalan tanpa campur
tangan manusia, dan jika sistem ini gagal memenuhi tenggat waktu eksekusi yang ditetapkan, maka
pesawat ruang angkasa ini bisa jadi akan mengalami bencana yang fatal. Untuk
memperkecil kemungkinan kegagalan sistem komputernya, NASA biasanya menggunakan
beberapa komputer sekaligus untuk mengerjakan perhitungan yang sama.
2. Aplikasi Sistem Real-Time

aplikasi Sistem real-time akhir-akhir ini ditemukan dalam berbagai bidang. Berikut ini daftar
beberapa bidang yang paling menonjol dalam penerapan sistem real-time dan dalam setiap kasus
yang diidentifikasi, kita membahas beberapa contoh detail beberapa aplikasi. Banyak sekali bidang
yang menggunakan aplikasi sistem real-time . Oleh karena itu dibatasi hanya untuk beberapa tempat
saja. Diatas telah dijelas pengertian kuantitatif dari waktu yang digunakan dalam aplikasi yang
dibahas . Contoh-contoh disajikan adalah sebagai berikut :

2.1 . Aplikasi Industri
Aplikasi industri merupakan area penggunaan utama dari sistem real-time . Beberapa contoh
aplikasi industri sistem real-time adalah : sistem kontrol proses, sistem otomasi industri , aplikasi
SCADA, pengujian dan pengukuran peralatan, dan peralatan robot.
Contoh 1 : Sistem kontrol pada Pabrik Kimia
Sistem kontrol pabrik kimia pada dasarnya adalah jenis aplikasi kontrol proses. Dalam
sebuah pabrik kimia otomatis, komputer real-time secara berkala memantau kondisi pabrik pada
umumnya. Kondisi pabrik ditentukan berdasarkan pembacaan pada tekanan, temperatur, dan
konsentrasi kimia dari ruang reaksi. Parameter ini adalah sampel secara berkala. Nilai-nilai sampel
akan di ambil setiap saat, sistem otomasi memutuskan tindakan perbaikan yang diperlukan pada
saat itu untuk mempertahankan reaksi kimia pada tingkat tertentu, tindakan korektif yang tepat
sesaat diperlukan seperti mengubah tekanan, suhu , atau konsentrasi kimia dan melaksanakan
tindakan ini dalam batas-batas waktu yang telah ditetapkan tertentu. Biasanya, batas waktu kontrol
pabrik kimia berkisar dari mikro detik hingga beberapa milidetik.

Contoh 2. Automotif Car Assambly
Sebuah pabrik perakitan mobil otomatis adalah contoh dari sistem otomatisasi pabrik.
Dalam sebuah pabrik perakitan mobil otomatis, produk akan di kerjakan ( mobil sebagian dirakit )
bergerak pada ban berjalan. Dengan sisi ban berjalan, beberapa station ditempatkan . Setiap station
melakukan beberapa pekerjaan tertentu pada produk yang akan dikerjakan seperti mesin pas, pintu
pas, pas roda, dan mengecat mobil dan lain-lain akan dikerjakan ketika bergerak pada ban berjalan
. Sebuah chassis yang kosong diperkenalkan dekat station/bagian pertama pada ban berjalan.
Sebuah mobil yang dirakit secara lengkap akan keluar setelah produk kerja berjalan melewati
semua station/bagian. Pada setiap station/bagian, sensor akan mendeteksi produk yang akan dirakit
berikutnya. Setelah sebagian produk dirakit, station/bagian mulai melakukan pekerjaan pada produk
yang lainnya. Waktu kendali terhadap komputer station adalah bahwa setiap station harus
menyelesaikan pekerjaan sebelum produk bergerak menjauh ke station berikutnya . Batas waktu
yang dipakai dalam sistem Real Time ini biasanya dari urutan beberapa ratus milidetik.
Gambar 1. Schematic Representation of an Automated Car Assembly Plant

2.2. Medis
Beberapa contoh aplikasi medis sistem real-time adalah : robot, scanner MRI, peralatan terapi
radiasi, monitor samping tempat tidur, dan tomografi aksial terkomputerisasi ( CAT ).
Contoh 1 : Alat Picu Jantung (Pacemaker)
Organ Jantung merupakan organ yang paling penting bagi manusia. Pasalnya jika jantung
berdetak sangat lemah, resiko kematian bisa saja terjadi. Alat pacu jantung (Pacemaker) sendiri
merupakan suatu alat medis yang ditanam dalam tubuh manusia yang menggunakan impulse listrik
yang dihantarkan oleh sebuah elektroda untuk membuat jantung berkontraksi sehingga denyut
jantung dapat berdetak sebagaimana normalnya denyut jantung. Alat pacu jantung mewakili salah
satu yang pertama dan terapi bukan farmakologi yang paling sukses untuk aritmia ( irama jantung).
Ribuan alat pacu ditanam sejak alat pacu yang pertama ditanam tahun 1958 oleh Elmquist dan
Senning. Obat-obatan tidak lagi digunakan kecuali pada kondisi sangat akut sebelum penanaman
alat pacu sementara atau permanen.
Tujuan utama penggunaan alat pacu jantung adalah membuat frekuensi denyut jantung
menjadi normal baik yang disebabkan oleh jantung pasien tersebut terlalu lambat maupun terjadinya
blok pada sistem hantaran irama jantung. Alat pacu terdiri dari timah pacu dan generator nadi. Alat
pacu berbilik satu hanya memiliki timah single sedangkan alat pacu berbilik dua memiliki satu
timah di atrium dan lainnya di ventrikel. Prosedur pemasangan alat pacu jantung dilakukan di
bawah bius lokal. Sayatan kulit dibuat di bawah selangkang, biasanya di bagian kiri. Kantung berisi
alat pacu dibuat. Vena di belakang selangkang dilubangi dan melalui vena ini, timah pacu
diletakkan ke bilik jantung. Timah pacu kemudian disambungkan ke generator detak dan sistem
keseluruhan ditempatkan dalam kantung yang tersedia. Sebagian besar pasien keluar rumah sakit
dalam 24 hingga 48 jam setelah penanaman alat pacu.

2.3 . Peralatan Peripheral
Beberapa contoh peralatan perifer yang mengandung embedded system real-time adalah :
printer laser , mesin fotokopi digital, mesin fax, kamera digital, dan scanner.

Contoh 1 : Printer Laser
Kebanyakan printer laser memiliki mikroprosesor kuat yang tertanam di dalamnya untuk
mengontrol kegiatan yang berbeda yang berkaitan dengan pencetakan. Kegiatan penting
mikroprosesor tertanam dalam laser printer meliputi : mendapatkan data dari port komunikasi,
pengaturan tipe ukuran, merasakan kertas yang macet, memperhatikan ketika printer kehabisan
kertas, merasakan ketika pengguna menekan tombol pada panel kontrol, dan menampilkan berbagai
pesan kepada pengguna. Kegiatan paling kompleks yang dilakukan mikroprosesor adalah
pengontrolan mesin laser. Perintah dasar mendukung mesin laser adalah untuk menempatkan titik
hitam di atas kertas. Namun, mesin laser tidak mengetahui tentang bentuk-bentuk yang tepat dari
font yang berbeda, ukuran font, italic, menggaris bawahi, tebal, dan lain-lain yang dapat ditanyakan
untuk mencetak . Mikroprosesor tertanam menerima perintah cetak pada port input dan menentukan
bagaimana titik-titik dapat disusun untuk mencapai dokumen yang diinginkan dan mengelola
pencetakan dalam bentuk yang tepat melalui serangkaian perintah dot dikeluarkan untuk mesin
laser. Batasan waktu yang terlibat di sini adalah dari urutan beberapa milidetik.

2.4 . Otomotif dan Transportasi
Beberapa contoh aplikasi otomotif dan transportasi sistem real-time adalah : sistem kontrol
mesin otomotif, kontrol sinyal lalu lintas jalan, kontrol lalu lintas udara, kontrol kereta api
berkecepatan tinggi, sistem navigasi mobil, dan kontrol mesin MPFI sistem kontrol mesin otomotif.
Contoh : Variable Valve Timing with intelligence (VVT-i)
Merupakan teknologi yang dikembangkan oleh Suzuki dan Toyota. Cara kerja dari kedua
teknologi ini adalah dengan memanfaatkan overlap dalam pembukaan katup masuk. Pada saat
putaran mesin masih rendah atau konstan maka overlap yang terjadi dalam katup masuk tidak
begitu besar. Tetapi saat mesin sedang membutuhkan tenaga besar maka overlap bukaan katup akan
lebih besar. Tujuan terjadinya overlap dalam katup masuk adalah bertujuan untuk mempercepat
masuknya campuran BBM dan udara saat mesin sedang membutuhkan tenaga dan agar dapat
terjadinya EGR (Exhaust Gas Recirculation) yang mana walaupun campuran BBM sudah terbakar
tetapi ada saat dimana gas hasil pembakaran masih memiliki kadar HC (molekul Hidrokarbon). Gas
hasil pembakaran yang masih memiliki HC yang tinggi, masih dapat dibakar lagi agar nantinya gas
yang keluar dari knalpot dapat lebih ramah lingkungan. Cara kerja dari overlap ini adalah
berdasarkan tekanan hidrolik oli dalam mesin. Pada mobil Toyota overlap terjadi saat putaran mesin
sudah melewati rpm 2000
Gambar 2. Real time sistem VVT-i

2.5. Aplikasi Telekomunikasi
Beberapa contoh penggunakan sistem real-time dalam aplikasi telekomunikasi adalah: sistem
seluler, video conferencing, dan modem kabel.
Contoh 7: Sistem Seluler
Sistem seluler telah menjadi sarana yang sangat populer dalam komunikasi mobile. Sebuah
sistem selular biasanya memetakan kota ke dalam sel. Dalam setiap sel, base station memonitor
handset mobile yang ada dalam sel. Selain itu, base station juga melakukan beberapa tugas sepert
mendeteksi lokasi pengguna, mengirim dan menerima pesan kontrol untuk handset, melacak rincian
panggilan untuk tujuan penagihan, dan hand-off panggilan sebagai mobile bergerak. Panggilan
hand-off diperlukan ketika selular bergerak menjauh dari base station. Telepon seluler yang
bergerak menjauh, kekuatan sinyal yang diterima nya (RSS) akan melemah ketika di terima oleh
base station. Base station memonitor ini dan segera setelah RSS turun di bawah nilai ambang batas
tertentu, oleh karena itu hand-off merinci panggilan yang sedang berlangsung dari ponsel ke base
station sel akan dipindahkan sinyalnya ke station yang lain. Hand-off harus diselesaikan dalam
interval waktu yang cukup kecil yang telah ditetapkan sehingga pengguna tidak merasa ada
gangguan layanan selama diarea hand-off. Biasanya panggilan hand-off ini harus dicapai dalam
beberapa milidetik.

2.6. Aerospace
Sebuah penggunaan penting beberapa sistem real-time dalam aplikasi ruang angkasa adalah:
avionik, simulasi penerbangan, sistem manajemen kabin maskapai penerbangan, sistem pelacakan
satelit, dan komputer pesawat on-board.
Contoh 8: Komputer On-board dan Pesawat
Dalam banyak pesawat modern, pilot dapat memilih "auto pilot" pilihan. Segera setelah pilot
beralih ke "auto pilot" mode, komputer on-board mengambil alih semua kontrol pesawat termasuk
navigasi, lepas landas, dan mendarat pesawat. Dalam "auto pilot" mode, komputer secara berkala
sampel kecepatan dan percepatan pesawat. Dari data sampel, komputer on-board menghitung X, Y,
dan Z koordinat posisi pesawat saat ini dan membandingkannya dengan data lintasan yang
ditentukan. Sebelum nilai sampel berikutnya diperoleh, menghitung penyimpangan dari nilai-nilai
yang akan dilalui tertentu dan mengambil tindakan korektif yang mungkin diperlukan. Dalam hal
ini, sampel dari berbagai parameter, dan pengolahan mereka harus diselesaikan dalam mikro detik
saja.
2.7. Internet dan Multimedia Aplikasi
Penggunaan penting dari sistem real-time dalam multimedia dan aplikasi internet meliputi:
konferensi video dan multimedia multicast, router Internet dan switch.
Contoh 9: Video Conferencing
Dalam aplikasi video conferencing, video dan audio sinyal yang dihasilkan oleh kamera dan
mikrofon masing-masing. Data sampel pada frame rate pra-tertentu. Ini kemudian dikompresi dan
dikirim sebagai paket ke penerima melalui jaringan. Pada penerima-end, paket diperintahkan,
didekompresi, dan kemudian bermain. Kendala waktu pada penerima akhir adalah bahwa penerima
harus memproses dan memainkan frame yang diterima pada tingkat yang konstan yang telah
ditentukan. Jadi jika tiga puluh frame yang akan ditampilkan setiap menit, setelah bingkai bermainout
selesai, frame berikutnya harus dimainkan dalam waktu dua detik.

2.8. Peralatan Elektronik
Dalam peralatan Elektronik berlimpah berbagai aplikasi sistem real-time. Sebuah contoh
aplikasi beberapa sistem real-time dalam elektronik konsumen adalah: set-top box, peralatan audio,
telepon Internet, oven microwave, mesin cuci cerdas, sistem keamanan rumah, AC dan
pendinginan, mainan, dan ponsel.
Contoh 10: Telepon Seluler
Ponsel yang mungkin segmen dengan pertumbuhan tercepat dari elektronik konsumen.
Sebuah ponsel pada setiap titik waktu melakukan sejumlah tugas secara bersamaan. Ini termasuk:
mengubah input suara ke sinyal digital dengan mengerahkan pemrosesan sinyal digital (DSP)
teknik, mengkonversi sinyal listrik yang dihasilkan oleh mikrofon untuk sinyal suara output, dan
sampling sinyal base station yang masuk dalam saluran kontrol. Sebuah ponsel merespon
komunikasi yang diterima dari base station dalam batas tertentu waktu tertentu. Sebagai contoh,
sebuah base station mungkin perintah ponsel untuk mengaktifkan komunikasi terus-menerus dengan
frekuensi tertentu. Ponsel itu harus mematuhi perintah tersebut dari base station dalam beberapa
milidetik.

2.9. Aplikasi Pertahanan
Aplikasi pertahanan memiliki ciri khas dari sistem real-time meliputi: sistem panduan rudal,
sistem anti-rudal, sistem berbasis satelit surveilans.
Contoh 11: Rudal Sistem Bimbingan
Sebuah rudal adalah mampu mencapai target dari jarak yang ditentukan. Pencapaian target
menjadi mudah ketika target memancarkan baik listrik atau radiasi termal. Dalam sistem peluncuran
arah rudal, rudal diluncukan menuju titik yang ditentukan dengan aplikasi rudal di komputer yang
akan di luncurkan. Komputer yang terpasang menghitung simpangan dari lintasan yang diperlukan
dan perubahan efek pelacak dari rudal untuk memandunya ke sasaran. Batasan waktu pada sistem
bimbingan berbasis komputer adalah bahwa penginderaan dan tugas koreksi lintasan harus sering
diaktifkan untuk menjaga rudal tidak menyimpang dari target. Tugas Target sensing dan track
koreksi biasanya selesai dalam beberapa ratusan mikrodetik atau bahkan lebih rendah tergantung
pada kecepatan rudal dan jenis target.

2.10. Aplikasi Miscellaneous
Selain bidang aplikasi yang sudah dibahas, sistem real-time telah menemukan berbagai
aplikasi lain dalam kehidupan sehari-hari kita. Sebuah contoh dari aplikasi tersebut adalah sistem
reservasi kereta api.
Contoh 12: Sistem pemesana tiket Kereta Api
Dalam sistem reservasi kereta api, sebuah data pusat mempertahankan data up-to-date status
pemesanan berbagai kereta. Pemesanan tiket counter didistribusikan di lokasi geografis yang
berbeda. Pelanggan mengantri di loket pemesanan yang berbeda dan mengajukan permintaan
reservasi mereka. Setelah permintaan pemesanan dibuat di counter, biasanya hanya membutuhkan
beberapa detik untuk sistem untuk mengkonfirmasi reservasi dan mencetak tiket. Kendala real-time
dalam aplikasi ini adalah bahwa setelah permintaan dibuat ke komputer, maka harus mencetak tiket
atau menampilkan pesan tidak tersedianya kursi sebelum waktu respon manusia rata-rata (sekitar 20
detik) berakhir, sehingga pelanggan tidak memperhatikan keterlambatan dan mendapatkan perasaan
telah memperoleh hasil instan. Namun, seperti yang bahas diatas, aplikasi ini adalah contoh dari
sebuah kategori aplikasi yang ada di beberapa aspek berbeda dari yang lain nya. Misalnya, bahkan
jika hasil yang diproduksi setelah 20 detik, tidak ada yang tak diinginkan akan terjadi - ini tidak
mungkin terjadi dengan aplikasi yang dibahas lainnya.

3. Model Dasar Sistem Real-Time
Untuk dapat melihat masalah perangkat lunak dalam perspektif yang tepat, kita perlu
memiliki pemahaman konseptual dasar hardware. Oleh karena itu dalam bagian ini diberikan
pemahaman yang luas tentang isu-isu tingkat tinggi hardware dalam sistem real-time. Berikut ini,
kami menjelaskan secara singkat peran blok fungsional yang berbeda dari sistem real-time.
Gambar 3. Model Real-Time System
Sensor: sensor membaca beberapa karakteristik fisik lingkungannya kemudian mengunahnya
menjadi sinyal listrik. Contoh dari sensor diantaranya adalah sensor cahaya, getaran, suara, asap,
koordinat, dll
Actuator: Sebuah aktuator adalah perangkat yang mengambil input dari antarmuka output
komputer dan mengubah sinyal-sinyal listrik menjadi beberapa tindakan fisik pada lingkungannya.
Tindakan fisik mungkin dalam bentuk gerak, perubahan karakteristik termal, listrik, pneumatik,
atau fisik dari beberapa objek. Sebuah aktuator populer adalah motor. Pemanas juga sangat umum
digunakan. Selain itu, beberapa aktuator hidrolik dan pneumatik juga populer.
Unit pengkondisian Signal: Sinyal listrik yang dihasilkan oleh komputer jarang dapat
digunakan untuk langsung menggerakkan sebuah aktuator. Sinyal komputer biasanya membutuhkan
pengkondisian sebelum mereka dapat digunakan oleh actuator. Hal ini disebut pengkondisian
output. Demikian pula, kondisi masukan ini harus dilakukan pada sinyal sensor sebelum mereka
dapat diterima oleh komputer. Misalnya, sinyal analog yang dihasilkan oleh sel foto-volta biasanya
dalam mili-volt jangkauan dan perlu dikondisikan sebelum mereka dapat diproses oleh komputer.
Berikut ini adalah beberapa jenis pengkondisian yang dilakukan pada sinyal mentah yang dihasilkan
oleh sensor dan sinyal digital yang dihasilkan oleh komputer:
• Voltage Amplification
• Voltage Level Shifting
• Frequency Range Shifting and Filtering
• Signal Mode Conversion
Interface Unit: Biasanya perintah dari CPU dikirimkan ke aktuator melalui antarmuka
output. Sebuah antarmuka keluaran mengubah tegangan yang disimpan ke dalam bentuk analog dan
kemudian output ini ke sirkuit aktuator. Hal ini tentu saja akan membutuhkan nilai yang dihasilkan
akan ditulis pada register.
Konversi analog ke digital: komputer digital tidak dapat memproses sinyal analog. Oleh
karena itu, sinyal analog harus dikonversi ke bentuk digital.

4. Karakteristik Sistem Real-Time
Karakteristik ini membedakan antara sistem rel time dengan sistem yang bukan real time.
Akan tetapi semua karakteristik ini selalu terdapat pada sistem real time. Real time system memiliki
cakupan aplikasi dan produk yang sangat luas dan beragam. Sehingga menghasilkan beberapa
karakteristik yang beragam yang boleh jadi sebuah aplikasi real time tidak memiliki kesemua
karakteristik tersebut. Diantara karakteristik sistem real time adalah :
Batasan waktu. Setiap task rela time memiliki batasan waktu yang beragam. Sebuah deadline task
memberikan batasan kapan sebuah task harus selesai dan menghasilkan produk. Tipe batasan waktu
yang lain adalah jeda dan durasi.
New Correction Criterion. Penilaian kebenaran pada real time system berbeda dengan sistem
tradisional. Pada sistem real time, kinerja dinilai bukan hanya hasil proses atau produk tetapi juga
dinilai berdasarkan waktu penyelesaian task
Embedded. Sistem real time merupakan bagian dari embedded system karena tertanam pada sistem
yang lebih besar. Pada sistem besar terdapat sensor yang membaca lingkungan kemudian di proses
pada sistem real time, dan hasilnya dikirimkan ke aktuator.
Safety-Critically. Pada sistem tradisional non real-time, masalah keamanan dan kehandalan
merupakan dua hal yang terpisah. Sedangkan pada sistem real time keduanya merupakan isu yang
perlu mendapatkan perhatian serius
Concurency. Pada satu waktu sistem real time perlu memproses beberapa sensor secara
bersamaan.demikian juga dalam hal aksi, pada saat bersamaan mengirimkan instruksi untuk
dilaksanakan beberapa aktuator secara bersamaan.
Distributed and Feedback Structure. Pada banyak sistem real-time komponen yang berbeda
terletak pada tempat yang terpisah. Sementara sistem real time menerima masukan dari beberapa
sensor yang terpisah secara geogrfis, serta mengirimkan instruksi kepada aktuator yang tempatnya
berbeda.
Task Critically. Yaitu besarnya “cost” kegagalan sistem. Task Critically ini merupakan ukuran
seberapa lama waktu yang diberikan untuk menguji kinerja sistem.
Custom Hardware. Sebuah real time menginduk dari sistem hardware yang besar. Sehingga,
menghasilkan berbagai macam hardware dan aplikasi yang bermacam-macam. Ada yang bersarang
pada sistem mobile phone, yag berukuran kecil.
Reactive. Sistem Real time seslalu merespon terhadap lingkungan.
Stabil. Dalam berbagai kondisi real time system harus bisa menyelesaikan tugasnya dengan baik.
Exception Handling. Karena seringnya sistem rel time bekerja tanpa operator maka sistem ini
harus memiliki metode penanganan error pada saat eksekusi program.

5. Keamanan dan kehandalan.
Dalam sistem tradisional , keamanan dan kehandalan biasanya dianggap sebagai isu yang terpisah.
Oleh karena itu dimungkinkan untuk mengidentifikasi sistem tradisional yang aman dan tidak dapat
diandalkan dan sistem yang handal tapi tidak aman. Perhatikan dua contoh berikut. Pertama :
Software pengolah kata mungkin tidak sangat handal tetapi aman. Sebuah kegagalan perangkat
lunak biasanya tidak menyebabkan kerusakan yang signifikan atau kerugian finansial. ini adalah
contoh dari sistem tidak dapat diandalkan tapi aman.
Di sisi lain, pistol tangan bisa menjadi tidak aman tapi dapat diandalkan. Sebuah pistol
tangan jarang gagal. Sebuah pistol tangan adalah sistem yang tidak aman karena jika gagal untuk
beberapa alasan, itu bisa macet atau bahkan meledak dan menyebabkan kerusakan yang signifikan.
Ini adalah contoh dari sistem yang tidak aman tetapi dapat diandalkan.
Kedua contoh di atas untuk menunjukkan bahwa pada sistem tradisional, keamanan dan
keandalan dua hal yang terpisah. Oleh karena itu mungkin saja untuk meningkatkan keamanan
sistem tanpa mempengaruhi kehandalan dan sebaliknya.
Adapun dalam sistem real-time, keamanan dan keandalan digabungkan bersama-sama. Sebelum
menganalisis mengapa keselamatan dan keandalan bukan lagi masalah independen dalam sistem
real-time, kita harus terlebih dahulu memahami apa sebenarnya yang dimaksud dengan kondisi
gagal-aman.
Sebuah keadaan fail-safe state dari sistem adalah sesuatu yang jika dimasukkan pada saat sistem
gagal, tidak manimbulkan kerusakan.
Sebagai contoh, keadaan gagal-aman (fail-safe state) adalah program pengolah kata di mana
dokumen yang diproses telah disimpan ke disk. Semua sistem tradisional non real-time memiliki
satu atau lebih keadaan gagal-aman yang membantu memisahkan isu-isu keamanan dan kehandalan
– bahkansistem ini dikenal dapat diandalkan, selalu dapat dibuat untuk gagal dalam keadaan gagalaman
, dan oleh karena itu akan tetap dianggap sebagai sistem yang aman .
Dalam banyak sistem tradisional teknik ini sebenarnya sering diadopsi untuk mengubah sistem
tidak dapat diandalkan menjadi sistem yang aman. Sebagai contoh, controller lampu lalu lintas yang
mengendalikan arus lalu lintas di persimpangan jalan . Misalkan controller lampu lalu lintas sering
gagal dan dikenal sangat tidak dapat diandalkan. Meskipun tidak bisa diandalkan, hal ini masih
dapat dianggap aman jika setiap kali controller lampu lalu lintas gagal, ia memasuki keadaan gagalaman
di mana semua lampu lalu lintas kuning dan berkedip . Ini adalah kondisi gagal-aman, karena
pengendara melihat lampu kuning berkedip, lalu lintas menjadi sadar bahwa controller lampu lalu
lintas tidak bekerja dan melanjutkan dengan hati-hati. Tentu saja, kondisi gagal-aman mungkin
tidak untuk membuat semua lampu hijau, karena dalam hal ini kecelakaan yang parah bisa terjadi.
Demikian pula, semua lampu berubah merah juga bukan kondisi gagal-aman - itu memang tidak
menyebabkan kecelakaan, tetapi akan membawa semua lalu lintas ke berdiri masih mengarah ke
kemacetan lalu lintas. Adapun dalam banyak sistem real-time tidak ada gagal-aman negara. Oleh
karena itu, kegagalan sistem dapat menyebabkan kerusakan parah . Sistem tersebut dikatakan sistem
keamanan-kritis .
Sebuah sistem safety-critical (keamanan-kritis) adalah keadaan dimana kesalahan bisa
mengakibatkan bahaya besar.
Sebuah contoh dari sistem keamanan-kritis adalah sistem navigasi on-board pesawat. Sebuah sistem
navigasi on-board tidak memiliki kondisi gagal-aman. Ketika komputer on-board pesawat gagal,
kondisi gagal-aman mungkin tidak menjadi salah satu di mana mesin diaktifkan-off! Dalam sistem
keamanan-kritis, tidak adanya kondisi gagal-aman menyiratkan bahwa keselamatan hanya bisa
dipastikan melalui peningkatan keandalan. Dengan demikian, untuk sistem keamanan-kritis isu-isu
keamanan dan kehandalan menjadi saling terkait - sistem keselamatan harus sangat handal.

6. Bagaimana Meraih Kehandalan yang Tinggi ?
Perangkat lunak yang sangat handal dapat dikembangkan dengan mengadopsi semua tiga teknik
penting berikut:

a. Error avoidance : Untuk mencapai kehandalan yang tinggi , setiap kemungkinan terjadinya
kesalahan harus diminimalkan selama pengembangan.

b. Error Detection and Removal : Meskipun menggunakan teknik terbaik yang tersedia untuk
menghindari kesalahan, banyak kesalahan masih bisa menyusup ke dalam kode. Kesalahan
ini harus dideteksi dan dihapus. Hal ini dapat dicapai untuk sebagian besar dengan
melakukan tinjauan menyeluruh dan pengujian. Setelah kesalahan yang terdeteksi , mereka
dapat dengan mudah diperbaiki

c. Fault Tolerance : Tidak peduli seberapa cermat teknik menghindari kesalahan dan deteksi
kesalahan yang digunakan, hampir tidak mungkin untuk membuat sebuah sistem perangkat
lunak praktis sepenuhnya bebas dari kesalahan. Beberapa kesalahan masih bertahan bahkan
setelah melakukan tinjauan menyeluruh dan pengujian. Kesalahan menyebabkan kegagalan.
Artinya, kegagalan adalah manifestasi dari kesalahan laten dalam sistem. Oleh karena itu
untuk mencapai kehandalan yang tinggi, bahkan dalam situasi di mana kesalahan yang
hadir, sistem harus mampu mentolerir kesalahan dan menghitung hasil yang benar. Ini
disebut Fult Tolerance. Toleransi kesalahan dapat dicapai dengan hati-hati memasukkan
redundansi .

7. Software Fault-Tolerance Techniques
Fault tolerance system adalah suatu sistem yang dapat melanjutkan tugasnya dengan benar
meskipun terjadi kegagalan perangkat keras (hardware failure) dan kesalahan perangkat
lunak (software error).
Ada dua metode yang populer untuk mencapai fault tolerance, diantaranya

a. N-Version Programming. Teknik ini merupakan adaptasi dari teknik TMR untuk
hardware kesalahan-toleransi. Dalam teknik N_version Programming. Gagasan
utamanya adalah bahwa sistem akan melakukan berbagai jenis kesalahan, yang akan
dihilangkan ketika hasil yang dihasilkan oleh voting. Namun, skema ini tidak terlalu
berhasil dalam mencapai toleransi kesalahan, dan masalah dapat dikaitkan
b. Recovery block. Dalam skema pemulihan blok, komponen berlebihan disebut try-blok.
Masing-masing try-blok menghitung hasil akhir yang sama seperti yang lain, tetapi
sengaja ditulis menggunakan algoritma yang berbeda dibandingkan dengan blok lain
mencoba.

8. Tipe Real-Time Task
Kita telah melihat bahwa real-time task adalah salah satu yang diukur secara kuantitatif dari
waktu yang diperlukan untuk menggambarkan perilakunya. Ekspresi kuantitatif waktu ini
biasanya muncul dalam bentuk batasan pada waktu di mana tugas harus menghasilkan
produk. Batasan waktu digunakan untuk menyatakan bahwa tugas diperlukan untuk
menghitung hasilnya dalam beberapa tenggat waktu. Oleh karena itu secara implisit
diasumsikan hanya jenis batas waktu kendala waktu. Tugas Real-time dapat diklasifikasikan
ke dalam tiga kategori besar berikut:
Sebuah real-time task dapat diklasifikasikan menjadi hard, soft, atau firm real-time task
tergantung pada konsekuensi yang muncul akibat sebuah task lewat dari deadline-nya.
a. Hard Real-time task
Sebuah hard real-time task memiliki batasan waktu yang sangat tegas. Jika waktu
penyelesaian task untuk menghasilkan aksi melebihi batas akan mengakibatkan bahaya
yang sangat besar. Biasanya waktu yang diperlukan antara micro-seconds hingga miliseconds.
Contoh dalam hal ini adalah : alat picu jantung, sistem radar pesawat, dsd

b. Firm Real-Time Task
Sebuah Firm real-time task memiliki batasan waktu yang sangat tegas. Akan tetapi jika
waktu penyelesaian task untuk menghasilkan aksi/produk melebihi batas yang
ditentukan, tidak akan mengakibatkan bahaya yang sangat besar. Hanya saja nilai
performanya menurun ke arah useless (tidak lagi bermanfaat)
Contoh dalam hal ini : Video conference
.
c. Soft Real-Time Task
Pada jenis ini sistem tidak terlalu ketat terhadap batasan waktu. Hanya saja kalau
semakin lewat dari deadline menjadikan performa sistem menurun.
Beberapa contoh Soft real-time Task adalah web browsing, e-mail, mesin ATM, dll