Een softwaretimer, ook wel een op software gebaseerde timer of een geprogrammeerde timer genoemd, is een mechanisme binnen een computerprogramma dat een timer simuleert met behulp van de verwerkingskracht van de CPU in plaats van te vertrouwen op speciale hardwaretimers. Het maakt geen gebruik van gespecialiseerde hardwarechips, maar vertrouwt in plaats daarvan op het vermogen van de software om de tijd bij te houden en gebeurtenissen te activeren op basis van de verstreken tijd.
Hier is hoe het werkt:
* Tijdwaarneming: De softwaretimer houdt de tijd bij, meestal door periodiek de systeemklok te controleren (een teller met hoge resolutie die door het besturingssysteem wordt bijgehouden). Dit kan een eenvoudige aftrekking inhouden (het vergelijken van de huidige tijd met een doeltijd) of meer geavanceerde methoden.
* Evenementplanning: De softwaretimer is ingesteld om een gebeurtenis te activeren of een functie uit te voeren na een gespecificeerd tijdsinterval of op een bepaald tijdstip.
* Implementatie: De implementatie varieert afhankelijk van de programmeertaal en het besturingssysteem. Veel voorkomende technieken zijn onder meer:
* Opiniepeiling: Het programma controleert voortdurend de huidige tijd ten opzichte van de doeltijd. Dit is eenvoudig maar verbruikt CPU-bronnen, omdat het programma de tijd actief moet controleren.
* Interrupt-gestuurd (zeldzaam bij pure softwaretimers): Hoewel dit minder vaak voorkomt bij puur softwarematige timers, kunnen sommige met regelmatige tussenpozen systeemonderbrekingen gebruiken. De interrupthandler controleert of er softwaretimers zijn verlopen. Dit is efficiënter dan polling, maar vereist interactie op besturingssysteemniveau.
* Slaap/Wacht-functies: Het programma kan functies als `sleep()` (in talen als C/C++) of soortgelijke constructies gebruiken om de uitvoering voor een bepaalde duur te pauzeren voordat deze wordt hervat en gecontroleerd of de timer afloopt. Dit is een compromis tussen polling en interruptgestuurde benaderingen, waarbij minder CPU wordt gebruikt dan polling, maar mogelijk minder nauwkeurig.
Voordelen:
* Flexibiliteit: Softwaretimers kunnen eenvoudig worden geprogrammeerd en aangepast om aan complexe timingbehoeften te voldoen.
* Draagbaarheid (potentieel): Goed ontworpen softwaretimers kunnen gemakkelijker over verschillende besturingssystemen worden geporteerd dan op hardware-timers gebaseerde oplossingen.
Nadelen:
* CPU-overhead: Op polling gebaseerde softwaretimers kunnen aanzienlijke CPU-bronnen verbruiken, vooral als er veel timers tegelijkertijd actief zijn.
* Nauwkeurigheid: De nauwkeurigheid van een softwaretimer hangt af van de frequentie waarmee de systeemklok wordt bijgewerkt en de nauwkeurigheid van het tijdwaarnemingsmechanisme van het systeem. Het is over het algemeen minder nauwkeurig dan hardwaretimers.
* Blokkeren (mogelijk): Eenvoudige implementaties kunnen andere delen van het programma blokkeren terwijl wordt gewacht tot de timer afloopt.
Gebruiksscenario's:
Softwaretimers worden vaak gebruikt in:
* Game-ontwikkeling: Voor taken zoals animatie, het besturen van vijandelijke AI en het activeren van gebeurtenissen.
* Ingebedde systemen: Waar hardwaretimers mogelijk beperkt of niet beschikbaar zijn.
* Besturingssystemen: Voor het plannen van taken en het beheren van processen.
* Netwerktoepassingen: Voor time-outs en hertransmissies.
In tegenstelling tot hardwaretimers, speciale chips op het moederbord, zijn softwaretimers puur een softwareconstructie. Ze zijn vaak een goede keuze voor eenvoudigere toepassingen of situaties waarin hardwaretimers niet beschikbaar zijn of onpraktisch in gebruik, maar ze zijn geen vervanging voor zeer nauwkeurige, realtime toepassingen die een zeer nauwkeurige timing vereisen. |