زمن الاستجابة (الهندسة)

الكمون ، من منظور عام، هو التأخير الزمني بين سبب ونتيجة تغيير فيزيائي ما في النظام قيد الملاحظة. أما التأخير ، كما يُعرف في أوساط الألعاب ، فيشير إلى الكمون بين إدخال البيانات إلى محاكاة ما والاستجابة المرئية أو السمعية، وغالبًا ما يحدث بسبب تأخير الشبكة في الألعاب الإلكترونية. ^{[ 1 ]} المعنى الأصلي لكلمة "كمون"، كما هو شائع في علم النفس والطب ومعظم التخصصات الأخرى، مشتق من كلمة "latent" اللاتينية التي تعني "مخفي". ^{[ 2 ]}   أما معناها المختلف والحديث نسبيًا (موضوعنا هذا) وهو "التأخر" أو "التأخير"، فيبدو أنه مشتق من تشابهها الظاهري مع كلمة "late" الإنجليزية القديمة "laet". ^{[ 3 ]}

يُعدّ الكمون نتيجةً فيزيائيةً للسرعة المحدودة التي يمكن لأي تفاعل فيزيائي أن ينتشر بها. وتكون قيمة هذه السرعة دائمًا أقل من أو تساوي سرعة الضوء . لذلك، فإن أي نظام فيزيائي، بغض النظر عن طبيعة المحفز الذي تعرض له، سيشهد نوعًا من الكمون، مع وجود أي مسافة فيزيائية بين السبب والنتيجة.

يختلف التعريف الدقيق لزمن الاستجابة باختلاف النظام قيد الدراسة أو طبيعة المحاكاة. في مجال الاتصالات ، يُحدد الحد الأدنى لزمن الاستجابة بواسطة الوسيلة المستخدمة لنقل المعلومات. في أنظمة الاتصال ثنائية الاتجاه الموثوقة ، يحد زمن الاستجابة من الحد الأقصى لمعدل نقل المعلومات، نظرًا لوجود حد أقصى لكمية المعلومات المتداولة في أي لحظة. يؤثر زمن الاستجابة الملحوظ تأثيرًا كبيرًا على  رضا المستخدم  وسهولة  الاستخدام في مجال التفاعل بين الإنسان والآلة . ^{[ 4 ]}

تتأثر الألعاب الإلكترونية بشدة بزمن الاستجابة ( التأخير )، حيث تُكافأ سرعة الاستجابة للأحداث الجديدة التي تحدث أثناء اللعب، بينما قد تُفرض عقوبات على سرعة الاستجابة البطيئة. ونظرًا لتأخر نقل أحداث اللعبة، قد يُظهر اللاعب ذو الاتصال بالإنترنت ذي زمن الاستجابة العالي استجابة بطيئة رغم سرعة رد فعله المناسبة . وهذا يمنح اللاعبين ذوي الاتصالات ذات زمن الاستجابة المنخفض ميزة تقنية.

زمن استجابة الصوت هو التأخير بين لحظة دخول إشارة الصوت إلى النظام ولحظة خروجها منه. تشمل العوامل التي قد تساهم في زمن الاستجابة في نظام الصوت: التحويل من تناظري إلى رقمي ، والتخزين المؤقت ، ومعالجة الإشارة الرقمية ، ووقت الإرسال ، والتحويل من رقمي إلى تناظري، وسرعة الصوت في الهواء.

يشير زمن استجابة الفيديو إلى مقدار التأخير بين وقت طلب نقل بث الفيديو ووقت بدء النقل الفعلي. تُعرف الشبكات التي تُظهر تأخيرات صغيرة نسبيًا بشبكات زمن الاستجابة المنخفض، بينما تُعرف نظيراتها بشبكات زمن الاستجابة العالي.

قد تخضع أي عملية سير عمل فردية ضمن نظام عمليات سير العمل لنوع من التأخير التشغيلي. بل قد يكون للنظام الواحد أكثر من نوع من التأخير، وذلك تبعًا لنوع المشارك أو سلوكه في السعي لتحقيق الهدف. ويتضح هذا جليًا من خلال المثالين التاليين المتعلقين بالسفر الجوي .

من وجهة نظر المسافر، يمكن وصف زمن الوصول كما يلي: لنفترض أن جون دو يسافر جواً من لندن إلى نيويورك . زمن وصول رحلته هو الوقت الذي يستغرقه للوصول من منزله في إنجلترا إلى الفندق الذي يقيم فيه في نيويورك. وهذا لا يتأثر بحجم حركة المسافرين على خط لندن-نيويورك الجوي، فسواء كان هناك 100 مسافر يومياً يقومون بالرحلة أو 10000 مسافر، سيظل زمن الوصول ثابتاً.

من وجهة نظر موظفي عمليات الطيران، قد يختلف وقت الانتظار اختلافًا كبيرًا. لنأخذ على سبيل المثال موظفي مطاري لندن ونيويورك. عدد محدود فقط من الطائرات قادر على القيام برحلة عبر المحيط الأطلسي، لذا عند هبوط إحداها، يجب تجهيزها لرحلة العودة بأسرع وقت ممكن. قد يستغرق الأمر، على سبيل المثال:

• 35 دقيقة لتنظيف طائرة
• 15 دقيقة لتزويد الطائرة بالوقود
• عشر دقائق لتحميل الركاب
• 30 دقيقة لتحميل البضائع

بافتراض تنفيذ ما سبق على التوالي، فإن الحد الأدنى لوقت تجهيز الطائرة هو:

35 + 15 + 10 + 30 = 90

مع ذلك، يمكن إجراء عمليات التنظيف والتزود بالوقود وتحميل البضائع في الوقت نفسه. ولا يُسمح بتحميل الركاب إلا بعد اكتمال عملية التنظيف. وبالتالي، يكون زمن الاستجابة المخفّض كما يلي:

35 + 10 = 45

15

30

الحد الأدنى لزمن الاستجابة = 45

يهتم الأشخاص المعنيون بعملية تجهيز الطائرة فقط بالوقت المستغرق لإنجاز مهامهم الفردية. ولكن عند إنجاز جميع المهام في وقت واحد، يُمكن تقليل زمن الاستجابة إلى مدة أطول مهمة. إذا كانت بعض الخطوات تتطلب شروطًا مسبقة، يصبح من الصعب تنفيذ جميع الخطوات بالتوازي. في المثال السابق، ينتج عن شرط تنظيف الطائرة قبل تحميل الركاب زمن استجابة أدنى أطول من أي مهمة منفردة.

أي عملية ميكانيكية تواجه قيودًا تُحاكيها قوانين الفيزياء النيوتونية . ويُعدّ سلوك محركات الأقراص مثالًا على زمن الاستجابة الميكانيكي. هنا، يتمثل زمن الاستجابة في الوقت اللازم لذراع المحرك للوصول إلى الموضع المناسب فوق المسار المطلوب، ثم زمن الاستجابة الدوراني للبيانات المُشفّرة على القرص لتنتقل من موضعها الحالي إلى موضع أسفل رأس القراءة والكتابة .

تُنفّذ الحواسيب التعليمات ضمن سياق عملية . في سياق تعدد المهام الحاسوبية ، يمكن تأجيل تنفيذ العملية إذا كانت هناك عمليات أخرى قيد التنفيذ. إضافةً إلى ذلك، يُمكن لنظام التشغيل جدولة وقت تنفيذ الإجراء الذي تأمر به العملية. على سبيل المثال، لنفترض أن عملية ما تأمر بضبط جهد خرج بطاقة حاسوبية على مستوى عالٍ-منخفض-عالي-منخفض، وهكذا، بمعدل 1000 هرتز. يُجدول  نظام التشغيل العملية لكل انتقال (عالي-منخفض أو منخفض-عالي) بناءً على ساعة عتادية، مثل مؤقت الأحداث عالي الدقة . زمن الاستجابة هو التأخير بين الأحداث التي تُولدها الساعة العتادية والانتقالات الفعلية للجهد من مرتفع إلى منخفض أو من منخفض إلى مرتفع.

تعاني العديد من أنظمة تشغيل أجهزة الكمبيوتر المكتبية من قيود في الأداء تُسبب تأخيرًا إضافيًا. ويمكن التخفيف من هذه المشكلة باستخدام ملحقات وتحديثات تعمل في الوقت الفعلي، مثل PREEMPT RT .

في الأنظمة المدمجة، غالباً ما يتم دعم تنفيذ التعليمات في الوقت الحقيقي بواسطة نظام تشغيل في الوقت الحقيقي .

تجدر الإشارة إلى أنه في أنظمة البرمجيات ، قد يكون قياس الأداء بناءً على متوسط ​​زمن الاستجابة ووسيطه مضللاً ، لأن بعض القيم الشاذة قد تشوه النتائج. لذا، ينبغي على مهندسي البرمجيات ومطوريها استخدام "النسبة المئوية 99". ^{[ 10 ]}

في تطبيقات المحاكاة، يشير مصطلح زمن الاستجابة إلى التأخير الزمني، الذي يُقاس عادةً بالمللي ثانية ، بين المدخلات الأولية والمخرجات التي يمكن للمتدرب أو الشخص الخاضع للمحاكاة تمييزها بوضوح. يُطلق على زمن الاستجابة أحيانًا اسم تأخير النقل . يميز بعض الخبراء بين زمن الاستجابة وتأخير النقل باستخدام مصطلح زمن الاستجابة بمعنى التأخير الزمني الإضافي للنظام فوق زمن استجابة المركبة التي تتم محاكاتها، ولكن هذا يتطلب معرفة تفصيلية بديناميكيات المركبة وقد يكون مثيرًا للجدل.

في أجهزة المحاكاة التي تجمع بين أنظمة الرؤية والحركة، من الأهمية بمكان ألا يتجاوز زمن استجابة نظام الحركة زمن استجابة نظام الرؤية، وإلا فقد تظهر أعراض دوار المحاكاة . ففي الواقع، تتمثل إشارات الحركة في التسارع، وتُرسل بسرعة إلى الدماغ، عادةً في أقل من 50 مللي ثانية؛ ويتبع ذلك، بعد بضعة مللي ثوانٍ، إدراكٌ لتغير المشهد المرئي. ويتمثل هذا التغير في جوهره في تغير المنظور أو إزاحة الأجسام، كالأفق مثلاً، وهو ما يستغرق بعض الوقت ليبلغ مقداراً ملحوظاً بعد التسارع الأولي الذي تسبب في الإزاحة. لذا، ينبغي لجهاز المحاكاة أن يعكس الواقع من خلال ضمان أن يكون زمن استجابة نظام الحركة مساوياً أو أقل من زمن استجابة نظام الرؤية، وليس العكس.

• عصر المعلومات
• تعليق
• زمن استجابة المقاطعة
• غضب
• مهلة
• زمن استجابة الذاكرة
• هندسة الأداء
• زمن الاستجابة (التكنولوجيا)
• الاستجابة

• إم. برايان بليك (ديسمبر 2003). "تنسيق عدة جهات فاعلة لتنسيق العمليات الموجهة نحو سير العمل" (ملف PDF) . مجلة نظم المعلومات وإدارة الأعمال الإلكترونية . دار نشر سبرينغر. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 1 سبتمبر 2006.

• محاكاة زمن استجابة وصلة الشبكة في نظام لينكس