Gerçek zamanlı işletim sistemleri nedir. Gerçek zamanlı işletim sistemleri nedir

Gerçek Zamanlı İşletim Sistemleri - RTOS) Yazılıma atıfta bulunun ve hizmet için tasarlanmıştır. dijital sistemler Durumlarda:

● Sistem, yalnızca işlemin alındığı bilginin sonucunu değil, aynı zamanda sonuç süresinin süresini de sağlamalıdır. OSR'den, belirtilen süre parametrelerini uygulamak için istenen sonucu elde edilmesiyle birlikte gereklidir: Olaylar ve yanıtlar arasındaki zaman aralıkları veya belirtilen dış veri alma sıklığı ve sonuçları veren;

● Sistem aynı anda birkaç görevi gerçekleştirebilir. Tipik multisasciaİşletim sistemi, her görevi (program) aynı zaman aralığındaki her bir görevi tahsis eder, kullanıcıyı tüm programların aynı anda gerçekleştirildiğini kullanır. Gerçek zamanlı işletim sistemi, kontrol süreçlerini uygulamak için optimize edilmiş bir MultiSascAcid işletim sisteminin özel bir durumudur. Harici olaylara hızlı bir şekilde yanıt verir ve her biri bir cihazı kontrol eden birkaç işlemcinin çalışmasını taklit etmenizi sağlar. Bu nedenle kontrol etmek kompleks sistem Bir işlemcinin yardımıyla, çeşitli görevlerin yürütülmesini koordine edebilen OSRV'nin kullanılması tavsiye edilir. OSR örneği, asansör kontrol sistemi olarak hizmet edebilir.

OSRV'nin çalışma prensibi

Sorgu alındığında, sorunu çözmek için giriş verilerini kontrol eder. Müsaitliğiniz varsa, görev yapılmaya başlar. Gerekli giriş verisi yoksa, OSR bir sonraki göreve gider (yürütme talebiniz varsa). Giriş almak ve ilgili görevi başlatmak için, kesintiler kullanılır. Görevi çalıştırmak genellikle bekleme görevlerinin sırasından, yürütme amaçlı görevlerin sırasına göndererek yapılır.

Her görevin yalnızca ayrılan zaman aralığında veya kesileceği istendiğinde işlenebilecek bir mesaj kuyruğu vardır. Cevap çok fazla zaman alırsa, görev gerçekleştirilen komut kuyruğuna geri döndürülür ve kontrol bir sonraki görev tarafından iletilir.

Sistem kaynakları (disk sürücüleri, zamanlayıcılar, G / Ç aygıtları vb.) Genellikle yalnızca belirli görevler için kullanılabilir. Bu, sorgu sıraları, bir kaynağa eşzamanlı erişimi önlemek için çeşitli görevlere kadar bu şekilde düzenlemenizi sağlar.

ORVD için şartlar.

Modern PB OS aşağıdaki şartları yerine getirmelidir:

● Küçük tepki süresi (sonuçtan kaynaklanmaktadır);

● Esnek bir öncelik mekanizması ile çoklu görev modunun uygulanması;

● Küçük hafıza (uygulama sisteminin ikametgahında yer almak için yeterli);

● Uygulama programları ve diğerlerini geliştirmek için hizmet özelliklerinin ve destek araçlarının varlığı.

Şu anda, mikrodenetleyici sistemlerinin geliştirilmesi, üretim otomasyonu sistemleri, kontrol ve ölçüm sistemleri, telekomünikasyon ekipmanları, havacılık ve askeri teçhizat, ulaşım, güvenlik sistemleri vb. Gibi çeşitli özellikler geliştirmek için kullanılır ve test edilmiştir.

OSRV Türleri

İki tür OSRV seçebilirsiniz:

● sert gerçek zamanlı sistemleraz miktarda hafızayı işgal eden ve minimum yanıt süresine sahip, ancak çok sınırlı hizmet araçlarına sahip. Modüler prensibe göre uygulanır ve bu da bu başvuruda ihtiyaç duyulan bu araçları kullanmanızı sağlar. Sonuç olarak, hafıza ve tepki süresi miktarında önemli bir azalma elde edilir;

● Daha büyük bir bellek gerektiren yumuşak gerçek zamanlı sistemler daha uzun bir yanıt süresi vardır, ancak servis bakım modu, verilen hizmetin seviyesi için çok çeşitli kullanıcı gereksinimlerinden memnundur. Yumuşak Gerçek Zamanlı Sistem Arabirimi Araçları, yüksek verimli hata ayıklayıcıları veya entegre geliştirme ortamlarını kullanmanıza izin verir.

Yumuşak gerçek zamanlı sistemi.

Bu tür sistemler, OS-9 mikrodalga sistem sisteminin örneği üzerine dikkate alınacaktır. Bir OS -9 aracı bilgisayar olarak, Windows Çarşamba günü veya güneş, HP iş istasyonlarında, IBM RS / 6000'de UNIX operasyonel sistemleriyle çalışan IBM-PC'yi kullanır. Özellik OS -9:

● Hedef OSR'yi çözülmüş görevler sınıfına göre yapılandırma yeteneğini sağlayan modülerlik. Kullanılmayan modüller hariç, bellek miktarını azaltabilir ve sistemin maliyetini azaltabilirsiniz;

● Sistemin yeniden yapılandırılmasını sağlayan ve işlevselliğini genişleten yapının esnekliği. Fonksiyonel bileşenler OS-9:

● Gerçek zamanlı çekirdek (OS -9 çekirdeği);

● Genel G / Ç araçları (G / Ç adam);

● Dosya yöneticileri;

● Program geliştirme araçları.

OS -9 fonksiyonel bileşenler, yeniden derleme veya yeniden bağlanmayı gerektirmeyen basit komutlar kullanılarak silinebilen veya eklenebilecek özerk modüller şeklinde yapılır. Modüllerin birleştirilmesi, farklı işlevselliğe sahip hedef işletim sistemleri oluşturabilirsiniz.

Yukarıda listelenen fonksiyonel bileşenleri düşünün.

Gerçek zamanlı çekirdeği

Sistem iki tür çekirdek içerir:

● Minimum servis işlevi sayısını uygulayan atomik çekirdek (uzak indirme, yerel bir ağa sahip bir bağlantı, tahrikli mikrodenetleyiciler). Çekirdek, çeşitli ekipmanlara gömülü sistemlerde kullanılır, küçük bir hacimli (24 KB) sahiptir ve minimum bir yanıt süresi sağlar (25 MHz saatlik bir saat frekansına sahip 3 μs);

● Uygulama için çok çeşitli servis ve uygulama yazılımı işlevlerini sağlayan standart çekirdek (512k ROM BYTE ve 38K BYTE RAM'e kadar). Çekirdek fonksiyon modüllerini değiştirerek, değişken karmaşıklık ve varış yerinin sistemlerini uygulayabilirsiniz: ekipmana yerleşik yazılımı ve en basit G / Ç araçları ile karmaşık iş istasyonu sınıfı fonksiyonel sistemler gelişmiş ağ desteği ve çeşitli sağlama ile en basit G / Ç araçlarını uygulayabilirsiniz. Multimedya dahil servis fonksiyonları.

OS -9 sistemi, kullanıcıya sistemin fonksiyonel amacına bağlı olarak çekirdeği seçme yeteneği sağlar. Genel G / Ç araçları. Çeşitli OS -9 fiziksel arayüzü harici cihazlar Harika tarafından sağlanan bir dizi sürücü,Özel uygulamalar için bu işletim sistemini kullanarak hem mikrodalga sistemleri hem de sayısız ekipman geliştiricisi tarafından oluşturuldu. Dosya yöneticileri. Bunlar, mantıksal veri akışını kontrol eden modülleri içerir. Modüllerin her biri belirli bir fonksiyonel amaç ve şartnameye sahiptir. Dosya yöneticileri üç gruba ayrılabilir:

● standart yöneticilerBu tür temel değişim fonksiyonlarını, gelen komutların sırasının bir örgütü olarak, bayt yönetimi ve blok sıralı değişimin bir örgütü olarak gerçekleştirilmesi ve belleğe doğrudan erişim ile değiştirilmesi amaçlanmıştır;

● OS-9 sağlayan ağ ve iletişim yöneticileri Çeşitli ağlar ve en yaygın değişim raporu standartlarına sahip iletişim kanallarının değişimi;

● Grafik arayüzün yöneticileri ve multimedya uygulamalarıyla çalışma. Program geliştirme araçları. OS -9, tek bir SBC ile SBC işbirliğini (tek kartlı bilgisayar - tek kartlı bir bilgisayarla) sağlayan geliştirme panolarını desteklemek için bir yazılım paketi (BSP) sahiptir. BSP ve OS-9 paylaşımı, belirli bir uygulama için hedef sistemini yapılandırmanıza olanak sağlar.

OS-9 sistemi, programlama desteğini içerir: Ultra C / C ++ Derleyiciler, metin düzeltici EM ACS, üç tip (sembolik) hata ayıklayıcıları, yazılım ürünlerinin kontrolü ve montajı için bir dizi yardımcı programlar. Ek olarak, diğer firmalar tarafından geliştirilen büyük bir set (OS -9 ile uyumlu) programlama destek araçları vardır. Fastra. için. Fastrak Çarşamba günü OS-9 ile birlikte gelir ve kullanıcıya en eksiksiz programlama ve hata ayıklama araçları ile sunar. Bölüm yazılım Fundrak, araç kutusuna kurulur ve parça kullanıcının hedef sistemindedir. Fundrak çevresi, hedef sistemlerin tasarımını / hata ayıklamasını desteklemek için gerekli tüm araçları entegre eder. Fundrak ortamı IBM - PC aracı bilgisayarda çalışmaktır:

● Klavye Recoding araçlarıyla metin editörü, kullanıcı dostu bir biçimde düzenlemeye izin verir;

● Ultra C / C ++ Derleyiciler;

● İki hata ayıklama modu sağlayan hata ayıklayıcıları: Özel- Uygulama programları oluşturmak ve sistemik- kesintileri korumak, sistem çağrıları ve temyiz etmek çekirdekgerçek zamanlı;

● Şirketin mantıksal analizörlerine sahip arayüz araçları.

Fastrak ortamı, onu yapan geniş bir işlevselliğe sahiptir. etkili araç Çeşitli mikrodenetleyici sistemleri için yazılım oluşturulması.

Mikrodalga sistemleri çeşitli uygulamalara odaklanan bir dizi sistem paketini sağlar:

● Kablosuz OS -9 - Cihazlar geliştirmek kablosuz iletişim: cep telefonları, çağrı cihazları, taşınabilir dijital asistanlar (PDA);

● İnternet OS -9 - erişime sahip cihazlar geliştirmek İnternet ;

● Dijital Ses / Video İnteraktif Dekoder (David) OS -9 - Dağıtılmış Dijital Sistemler Geliştirmek İçin İnteraktif televizyon.

Sert gerçek zamanlı sistem

Bu tür sistemlerin özellikleri, birçok üreticinin mikroişlemcisi aileleri ile çalışmak üzere tasarlanmış, Windiver sistemlerinin VXWorks sistemi sisteminin örneğini göz önünde bulundurur. VXWorks sistemi, tanımlanmış hedef sistemine kurulur ve enstrümantal bilgisayarda çalışan entegre Tornado geliştirme ortamı ile birlikte çalışır. IBM - PC'de Windows veya Sun, HP, vb. Çalışan PC vb. Enstrümantal bir bilgisayar olarak kullanılır. Sistemin kısa açıklaması Vxworks. Sistemin hiyerarşik organizasyonunun alt seviyesi, gerçek zamanlı bir mikrokondisyon olarak hizmet vermektedir, bu da planlama görevlerinin temel işlevlerini ve bağlarının ve senkronizasyonlarının yönetimini gerçekleştirir. Asgari çekirdek modülleri kümesi 20-40K bellek baytını kaplar. Diğer tüm fonksiyonlar - bellek yönetimi, giriş / çıkış, ağ değişimi ve diğerleri ek modüller tarafından uygulanır. Grafik uygulamalarını desteklemek için VXWorks, VX-Windows grafik arayüzüne sahiptir.

Hedef sistemin sınırlı bir hafızasıyla, temel grafikselleştiricileri, yazı tipi kümeleri ve renkleri, tipik giriş aygıtlarının ve grafik denetleyicilerinin sürücülerini içeren RTGL grafik kütüphanesini kullanabilirsiniz. VXWorks ayrıca çeşitli ağ protokolleri için çeşitli destek araçlarını da içerir. İzleme belirtildietkinlikler ve bunların tampon hafızasındaki birikimleri, sonraki analizler için gerçek zamanlı özel hata ayıklama ürünlerini gerçekleştirir ve izleme yapar. sistemiketkinlikler - Dinamik WinDiew Analyzer. WinDiew Analyzer, mantıksal bir analizör gibi çalışır, ekrandaki görev değiştirme çizelgeleri, mesajları ve ekrandaki diğer işlemleri kaydeder. Stetoskop Veri Monitörü, prosedürler derstileyici de dahil olmak üzere kullanıcı ve sistem değişkenlerdeki dinamik değişikliği analiz etmenizi sağlar. VXWorks şunları içerir:

● Geliştirme panolarını desteklemek için yazılım paketi;

● Alet çoklu görev vxworks ve hedef sistemle bir arayüz üzerinde simüle etmenizi sağlayan VXSIM simülatörü ve ayrıca geliştirmek ve hata ayıklama yazılım Hedef sistemi bağlamadan.

Hedef VXWorks sistemlerinin entegre hata ayıklama için, devre emülatörleri ve ROM emülatörleri ile bir arayüz sağlar. Entegre geliştirme ortamı Kasırga. . Tornado, gerçek zamanlı çekirdek ve sistem kitaplıklarını, programlama araçlarını, üst düzey bir hata ayıklayıcısını ve sistemin bir dizi sistemini içeren VXWorks 5.3 sistemini içerir. Tornado ortamının ek araçları, hata ayıklama işleminin yönetimini sağlar, hedef sistemin durumunu görselleştirin, diğer servis fonksiyonları. Tomado ortamının açık mimarisi, kullanıcının kendi özel araçlarını bağlamasını ve standart araçların olanaklarını genişletmesini sağlar.

Tornado entegre ortamı ile birlikte gerçek zamanlı işletim sistemi VXWorks, kullanılan hafıza miktarı ve dış olaylara tepki süresi üzerinde sert kısıtlamalarda çalışan hedefli sistemlerin uygulanmasının güçlü bir yoludur.

Görev yürütme süresi için yüksek gereksinimleri sunan otomatik veya otomatik kompleksleri yönetmek, gerçek zamanlı işletim sistemleri tarafından gerçekleştirilir. Harici olaylara ve minimum gecikmeler için garantili bir tepki süresi sağlarlar.

Gerçek zamanlı işletim sistemi, OS RV. (ENG. Gerçek zamanlı işletim sistemi) - tipi, genellikle özel amaçlı. Bu terim için, bazen birbirlerini çelişen çeşitli tanımlar vardır:

• Herhangi bir programın başarısının yalnızca mantıksal doğruluğuna değil, aynı zamanda bu sonucu aldığı zamana bağlı olarak OS. Sistem geçici kısıtlamaları tatmin edemezse, çalışmalarında düzeltilmelidir.
• POSIX 1003.1 Standart bir tanım verir: "İşletim sistemlerinde gerçek zamanlı, işletim sisteminin gerekli hizmet seviyesini belirli bir süre boyunca sağlama yeteneğidir"
• İşletim sistemi, harici olayların öngörülemeyen görünümü için öngörülebilir zamanda tepki veriyor
• İnteraktif sabit hazırlık sistemi. RV kategorisinde, pazarlama hususları arasındadır ve interaktif programın "gerçek zamanlı olarak çalışma" olarak adlandırılırsa, yalnızca kullanıcıdan gelen taleplerin insanlara karşı alınmaz bir gecikme ile işlenmesi anlamına gelir.
• Bazen gerçek zamanlı bir sistem kavramı "hızlı bir sistem" ile tanımlanır, ancak RV işletim sistemi reaksiyonunun zaman gecikmesi olmadığı için her zaman doğru değildir, ancak bu sürenin dikkate alınan uygulama için yeterli olduğu için yeterlidir. ve garanti edildi.
• Birçok özel alan, "gerçek zamanlı" kavramlarını tanıtıyor. Örneğin, işlem dijital işleme Analiz ve / veya veri üretimi, aynı zamanda dijital sinyal işleme olmadan aynı verilerin analizi / üretimi sırasında üretilebilse, aslında gerçek zamanlı olarak adlandırılır. Örneğin, ses verilerini işlerken 2.01 saniye ses analizi gerekliyse, bu gerçek zamanlı bir işlem değildir. Gerekirse 1.99 saniye, bu gerçek zamanlı bir işlemdir.

Gerçek zamanlı sistemler için, aşağıdakiler karakteristikdir:

• dış olaylara garantili reaksiyon süresi (örneğin, ekipmandan kesintilerde);
• donanım Planlama Subsystem (yüksek öncelikli görevler, bazı istisnalar için düşük uygulamalarla temin edilmemelidir);
• reaksiyon süresi boyunca dış olaylara veya reaktivite için artan gereksinimler (kesme işleyicisinin çağrısındaki gecikme, düzinen mikrosaniyeden daha fazla değil, işleri yüzlerce mikrosaniye göre yokken gecikme)

RV OS'nin gerekli olduğu görevin klasik bir örneği, eşyayı konveyör bantından alan robotun yönetimidir. Parça hareket eder ve robotun yapabileceği için sadece küçük bir süre vardır. Eğer geç ise, öğe konveyörün istenen bölümünde olmayacak ve bu nedenle, robotun içinde olmasına rağmen iş yapılmayacak. doğru yer. Öyleyden ötürü, detayın sürüş için zamana sahip olmayacak ve yolunu engelleyecek.

OS RV'nin görüşleri.

Gerçek zamanlı programların dinamik özellikleri, üç tanımları karakterize etmek için gelenekseldir: Programlar "Sert" (sert), "yumuşak" (yumuşak) ve etkileşimli ("şartlı") gerçek zamanlı.

Sert gerçek zamanlı. Sistemin belirli bir etkinliğe, örneğin bir donanım kesintisine, kontrol komutunun verilmesi vb. Garantili bir yanıt süresi sağlar. Tepki süresinin mutlak miktarı önemli değil. Öyleyse, programın 1 milisaniye için bir ekip için çalışması gerekiyorsa, ancak bu görevle sadece% 95'inde,% 55'inde,% 5'inde standartlara uymuyorsa, böyle bir sistem zor gerçek olarak nitelendirilemez. -TIME işi. Ekibin bir saat içinde çalışması gerekiyorsa, olguların% 100'ünde gerçekleşir - zor bir gerçek zaman var.

Çoğu Rusça literatürde, bu tür sistemler denir deterministik zamanlı sistemler. Pratik uygulamada, reaksiyon süresi minimum olmalıdır.

Yumuşak gerçek zamanlı. Bu durumda, sistemin bekleyen yanıt süresi direktiften oldukça gösterendir. Tabii ki, çoğu durumda (faiz 80 - 90), cevabın belirtilen sınırlara verileceği varsayılmaktadır. Bununla birlikte, kalan seçenekler sistemin tepkisinin eksiksiz olmaması da dahil olmak üzere, sözlü sonuçlara yol açmamalıdır. Genellikle geçici standarda bir siparişle aşıldığında, o zaman hala toleranslı olduğuna inanılmaktadır.

Etkileşimli gerçek zamanlı. Oldukça psikolojik teknik özellik. Operatörün - bir kişinin, sistem reaksiyonunu talimatların verilerine beklemek için sakin bir şekilde, gerginlik olmadan sakin bir şekilde yapabileceği zamanı belirler. Örnek olarak, bugün çok popüler oyunları "gerçek zamanlı strateji" kategorisinden (gerçek zamanlı strateji, örneğin Warhammer'a dayanan bir Qasar) getirebilirsiniz.

Gerçek zamanlı sistemlerde, bazı politika terimini tanıtmak gerekir (İngilizce-dil edebiyatında - son teslim tarihi), Görevin mutlaka (yumuşak gerçek zamanlı sistemler için - tercihen) yapılması gereken bitiminden önce. Bu limit süresi, görev planlayıcısı tarafından başlatıldığında ve yürütme için bir görevi seçerken görev önceliğini atamak için kullanılır.

Genellikle, SRV altında, koşulsuz olarak anlama dahili İşletim SistemleriAslında, gerçek zamanlı sistemler ve gömülü sistemler arasında bir ayrım var. Gömülü sistem her zaman öngörülebilir davranışa sahip olmasını gerektirmez ve bu durumda gerçek zamanlı bir sistem değildir. Bununla birlikte, olası yerleşik sistemlere hızlı bir görünüm bile, çoğu gömülü sistemin öngörülebilir davranışa ihtiyacı olduğunu, en azından bazı işlevler için ve dolayısıyla bu sistemlerin gerçek zamanlı sistemlere atfedilebileceğini göstermektedir.

OS RV için Temel Gereksinimler

Martin Timmerman (gelişmiş sistemlerin yönetmeni sistem uzmanları geliştirdi) OS RV için aşağıdaki gerekli gereklilikleri formüle etti:

• İşletim sistemi çoklu görev yapmalı ve izin vermeli (önleyici),
• İşletim sistemi akışlar için öncelik kavramına sahip olmalıdır,
• İşletim sistemi öngörülebilir senkronizasyon mekanizmalarını desteklemelidir,
• OS, önceliklerin mirası mekanizmasını sağlamalıdır,
• İşletim sistemi davranışı bilinmeli ve öngörülebilir (kesme gecikmeleri, görev anahtarı gecikmeleri, sürücü gecikmeleri vb.); Bu, sistemin iş yükünün tüm senaryolarında, maksimum tepki süresi belirlenmesi gerektiği anlamına gelir.

OS RV Mimarisinin Özellikleri

Son 25-30 yıl boyunca, işletim sistemlerinin yapısı, monolitikten bir işletim sisteminin çok katmanlı bir yapısına gelişti ve istemci-sunucu mimarisine daha fazla gelişti. Bu kararlar bir dereceye kadar ya da diğerine uygulanmıştır ve gerçek zamanlı işletim sistemleri geliştirirken.

Monolitik mimari Bir dizi etkileşim modülünden oluşan bir sistemi temsil eder. Uygulamalar, API modülleri boyunca sisteme bakın. Bir modüldeki değişiklikler diğer modülleri etkiler. Modüller ne kadar büyük olursa, daha fazla birbirine bağlanırlar, daha az tahmin edilebilecek şekilde çalıştırma sırasında böyle bir sistemin davranışı. Ek olarak, bu tür işletim sistemini dağıtılmış bir çok işlemcili sistemde kullanmak için zorluklar ortaya çıkar.

Şekil 1. Monolitik Mimarlık OS RV

Çok katmanlı mimari Birkaç fonksiyonel seviyeden oluşan bir sistemi açıklar. Uygulama, donanım kaynaklarına hem çekirdeğin ve sistem hizmetlerinin sistem aramaları yoluyla hem de Seviye API'leri aracılığıyla erişebilir. Aslında, üst seviyeleri anlamlı olarak yanlış bir şekilde atlayarak altta yatan katmanlara hitap edebilme yeteneği, ancak gerçek zamanlı sistemler için, böyle bir kuruluş, sistemin öngörülebilirliğini arttırmanıza ve yanıt süresini azaltmanıza olanak sağlar. Çok katmanlı mimarinin dezavantajı, bir katmandaki değişikliklerin bitişik katmanları etkilediğidir. Başka bir dezavantaj, çok katmanlı mimariye özgü - çoklu görev yokluğu. Bununla birlikte, her zaman değil ve tüm gerçek zamanlı sistemler çoklu görev desteği gerektirmez. Örneğin, parçayı konveyöre besleyen yerleşik işletim sistemi endüstriyel robot için çoklu görev moduna duyulan ihtiyacını kanıtlamak zordur.

İncir. 2. Çok Katmanlı Mimarlık OS RV

İstemci-sunucu mimarisi OS, çekirdek tarafından gerçekleştirilen fonksiyon sayısını en aza indirmeye dayanır (daha kesin, mantar) Böyle bir sistem. Örneğin, çekirdek düzeyinde, yalnızca zamanlayıcı gerçekleştirilir, senkronizasyon ilkelleri ve mesaj servisi. İşlevselliğin geri kalanı kullanıcı seviyesine yapılır ve sunucular aracılığıyla uygulanır. Müşteri uygulamaları, çekirdek seviye hizmeti aracılığıyla mesaj alışverişi yaparak onlardan cevaplar alın.

Fig.3 İstemci-Sunucu Mimarisi OS RV

Müşteri-Sunucu Mimarisi, ölçeklenebilir işletim sistemi oluşturmanıza olanak sağlar ve bir çok işleme sisteminde dağıtımı basitleştirir. Sistemi çalıştırırken, bir modülün değiştirilmesi "kar komezinin" etkisine neden olmaz; Ek olarak, modül arızası her zaman sistemin bir bütün olarak başarısızlığını gerektirmez. Modüllerin dinamik yükleme ve boşaltılması olasılığı vardı. Bu modeldeki ana sorun, sunucu işlemleri korunması gerektiğinden hafızayı korumaktır. Servis isteğinde her seferinde, sistem uygulama bağlamından sunucu bağlamına geçmelidir. Bellek korumasının desteğiyle, bir işlemden bir işlemden diğerine geçiş süresi artar.

Kontrol soruları

1. Gerçek zamanlı işletim sistemi tanımını ver
2. Ne son teslim tarihi?
3. Fark ne "Zor" Gerçek zamanlı ot. "Yumuşak"
4. Kelime OS RV için Temel Gereksinimler
5. Evrensel işletim sisteminden OS RV gereksinimlerindeki temel farklılıkları belirtin
6. Modüler mimariyi tanımlayın
7. Çok katmanlı bir mimariyi tanımlayın
8. Müşteri-sunucu mimarisini tanımlayın

Bu sayfanın kalıcı adresi:

Gerçek zamanlı (gerçek zamanlı) nedir?

Gerçek zamanlı kavramının çoğu zaman birbirlerine karşı çelişkili, ne yazık ki, tek bir terminoloji almaya izin vermeyen bir tanımı vardır. Kanonik'a yakın, aşağıdaki tanım olarak adlandırılabilir: "Gerçek zamanlı sistem böyle bir sistemdir, doğruluk sadece belirli görevleri yerine getirmeye, aynı zamanda yürütme sürelerinde de bağlıdır. Görevin geçici ayarları ihlal edilirse - bu tam olarak kabul edilir. " Bu tanıma takviyesi: "Bu nedenle, sistemin kendisi teminat parametrelerini garanti etmiş olmalı, yani. Sistemin davranışı tahmin edilebilir olmalıdır. Bu, tamir edilemeden (geçici parametrelerin ihlali nedeniyle) görevlerinin sayısını en aza indirmenize olanak sağlar. "

Gerçek zamanlı bir sistemin iyi bir örneği, bölgeyi konveyörün içinden geçen bir robotdur. Eğer geç kalırsa, konveyör döngüsü kaçırır ve öğeyi çok erken almaya çalışma diğer parçaların hareketini engelleyebilir. Başka bir örnek, otopilot üzerinde uçan bir uçaktır. Özel sensörler uçağın konumunu üç boyutlu alanda tanımlar. Board bilgisayardaki bu verilerin yalnızca sabit ve zamanında alınması uçuş güvenliğini garanti eder.

Bazen gerçek zamanlı sistemin küçük bir yanıt süresi olan etkileşimli bir sistem denir. Aşağıdaki örneği göz önünde bulundurun: WinWord 2.0 programında bir bilgisayarda, Athlon 1Ghz işlemcisi olan bir bilgisayarda bir metin. Bu durumda yanıt süresi, tuşa ve ilgili harfin program penceresindeki ekranın ekranını ve ekranının görüntülenmesi arasındaki zaman aralığıdır. Bu durumdaki bu değerin önemli olmadığı açıkça görülüyor - yine de bir kişi daha yavaş yazdırır. Hata, kavramların değiştirilmesidir - yüksek yanıt hızı, cevap garantisi anlamına gelmez. Bilgisayarı çok sayıda kaynak yoğun göreviyle indirerek, sonsuzluğa yanıt süresini artırabiliriz. Bir sonraki deneyimi yapın: tüm etiketleri yerleştirerek yüklü programlar (Aralarında Borland Delphi gibi canavar benzeri uygulamalar olduğu arzu edilir, Microsoft Office.ve 3D-Triple-Shooter) Windows95 masaüstünde (tercihen 450 veya daha önce oluşturun :), fare ile yerleştirin ve ENTER tuşuna basın. Bundan sonra, Windows yüksek sesle olacak hard disk, takas dosyası ve bellek arasındaki verileri hokkabazlık yapın ve sıfırlama düğmesine basana kadar herhangi bir harici etkiye tepki vermeden. Genellikle bunu anlamak için yeterli hızlı sistem - mutlaka gerçek zamanlı sistem değil. Öte yandan, gerçek zamanlı programın hızı anlamına gelmez; Ayrıca, sonlu yanıt süresini garanti eden algoritmalar genellikle sıradan olduğundan daha az etkilidir.

İngilizce-dil edebiyatında, "yumuşak gerçek zamanlı sistemler" ve "sert gerçek zamanlı sistemler" bahsedilir, ancak bu durumda yazılım (yazılım) veya donanım (donanım) tarafından ima edilmez. Gerçek zamanlı sistemin uygulanması . Sert terimi, yanıt süresinin (LT - gecikme süresi) sert bir şekilde ayarlandığı anlamına gelir, yani sabittir. Yumuşak (Yumuşak) Gerçek Zamanlı Sistem (RTS - Gerçek Zamanlı Sistem), RTS'nin verimliliğini, çeşitli öncelikli işlemleri manipüle eden LT'yi değiştirebilir. Örneğin, video akışının bir çerçevesini, yeterince lt \u003d 0.033c (30 kare / lar) ve servo kontrol işlemi için dijitalleştirmek için, yaklaşık onlarca mikrosaniyenin lt değerlerini elde etmek için gereklidir. Bazen sert terimi, RTS modelini (yukarıda açıklanan) belirir ve yumuşak terim, saf formunda RTS olmayan bir sistemdir, ancak gerekli veri işlem hızını sağlayan gerekli seviyeye indirgenmiştir. Örneğin, DOS çalıştıran bir bilgisayarın elektronik osiloskopun verileri işlemesi durumunda, bu SOFTRTS, çünkü DOS, tek bir işleme işletim sistemidir ve bilgisayarın yeterli hızı ve osiloskopun normal çalışması varsa, hiçbir şey verileri yeterli hızla işleme almaması gerektiği (ancak bunu garanti edemeyiz!). Çoklu görev işletim sistemlerinde, SOFTRTS de mümkündür ve genellikle multimedya uygulamalarında ve 3D oyunlarda kullanılır, çünkü Verilerin işlenmesini (bit hratının azaltılması, FPS'deki bir azalma, ekran çözünürlüğü ve renk derinliğini değiştirme) sağlayarak gerekli LT'yi vermenize izin verirler.

Gerçek zamanlı işletim sistemleri

Çalışma prensibini ve gerçek zamanlı işletim sistemlerinin temel özelliklerini anlamak (RTOS - Gerçek Zamanlı İşletim Sistemi), bu tür temel tanımların Microkernel (MACROKERNEL) ve MACROEVRO (MACROKERNEL) olarak tanıtılmasını gerektirir.

İki ana çekirdek okulları vardır (çekirdek için daha doğru çeviri seçemezdi)
Geliştiriciler :): Birincisi, işletim sisteminin çekirdeği kompakt ve hızlı olması gerektiğine inanır ve işlevsellik işlemlerde dağılır, diğeri daha geleneksel bir yaklaşım vaaz verir, çekirdekleri işletim sisteminin tüm temel işlevlerini sağlayarak Ancak çoğu işlevi çağırma olasılığı. 1989'da mimarlığın mimarisinin birincinin (transfer yoluyla ve görünüşünün) tanımlanması için, IRA Goldstein ve Paul Dale, MicroKernel (Microkernel) terimi tarafından tanıtıldı. İlk (şimdi - kronolojik anlamda), çekirdeğin mimarisi (geleneksel veya monolitik (monolitik), İngilizce-dil literatüründe dediği gibi) "MacRoyadro" olarak adlandırıldı (açıkça programcılardan düşük hayal gücü seviyesini kanıtlıyor) , özellikle sistemik).

Hangi mimarinin daha iyi olduğu konusunda anlaşmazlıklar, hala devam edin. Unix OS'nin çoğu uygulaması, bugün en popüler olanı da dahil olmak üzere Macroyadra'da inşa edilmiştir - Linux ve FreeBSD. Microkernel'de, Mach ve QNX gibi işletim sistemleri inşa edilmiştir. Bununla birlikte, bazı sistem kullanıcıları, çekirdeğin büyük boyutu nedeniyle Mach'tan MICROKERS'u içermez (genellikle makarnalar için tipik olarak olan aygıt sürücülerini içerir). QNX'in çekirdeği ile ters bir durum vardı - çok küçük (ve boyutunda ve
İşlevsellik) Yeni bir terim tanıtmak zorunda kaldığım için - Nanokernel. Mach çevresindeki anlaşmazlıkların aynı şekilde çözülebileceğini düşünüyorum. Terminolojiyi değiştirerek - ancak görünüşe göre, Santikarnel ve Decycakel'in sözleri programcıların yeterli olmadığını gösterdi. OS'nin microkernel üzerindeki ayrılmasının ve MacRoyader'ın çekirdeğin büyüklüğünde olmadığı, ancak mimarisinin yanı sıra olduğu anlaşılmalıdır. Çekirdeğe uygulanan fonksiyon sayısı arasındaki oran ve çekirdek tarafından uygulanan fonksiyonlar. Diğer parametreler (performans, esneklik, gerçek zamanlı çalışma) böyle bir ayrımın belirtileri olamaz. Ek olarak, makrosnes ve mikrokerler arasındaki sınır, birçok modern monolitik çekirdeğin sözde iplik (iş parçacığı) içerdiği ve "ince taneli" sökme yeteneğine sahip olması nedeniyle daha fazla bulanık hale gelir. -Gerçek paralelizm?). Mimari olarak, bu tür çekirdekler, paylaşılan hafızada çalışan çok sayıda işlemi olan mikrokerlere benzer.

İşletim sisteminin gerçek zamanlı olarak çalışabilmesi, büyük ölçüde çekirdeğin mimarisi tarafından belirlenir. Bu konuda en uygun olanı, mikrokerndir (aslında, bunun için, geliştirildi), ancak bu, tüm mikrokerlerin gerçek zamanlı olarak çalıştığı anlamına gelmez (Mach - Microkernel, gerçek zamanlı olarak çalışmayan, diğer avantajlarını azaltır) Bu işletim sistemi hiç, NextStep, Hurd, BeoS ve MacOSX de dahil olmak üzere torunları setini tehdit ettik). Gerçek zamanlı çalışmalar için tam destek olan bir makrogerin varlığı hala söz konusudur (Böyle bir proje hakkında herhangi bir bilgi bulamadım, hariç, Bun Solaris 2.x, ancak bence (yetkinlik iddiası), bu Oldukça SOFTRTS ve Hardrts değil), ancak kısmi bir uygulama yaygın bir şeydir. Örneğin, Linux'ta daha önce işbirliği yaparak (kelime işleminden ve bir işlemciden) iş parçacığının (bir işlemciden) tarafından aktif olarak uygulanır ve zaten var çok sayıda Bu arayüzün tadını çıkaran uygulamalar (birincisi Apache Web Sunucusu idi).

QNX RTOS.

En Popüler RTOS - QNX 4.0 (aslında Windows NT, ancak bu nedenle Anntia'yı kullanan birçok insanı gördünüz mü?). Diğer Unix klonları arasında, aynı zamanda kendinden emin bir konumda bulunur - bu işletim sisteminin yaklaşık% 8-10'u - sadece Linux ve FreeBSD (Rus Unix-Systems pazarının yaklaşık yarısı olarak ele geçirilmiş) ) başarıldı. QNX'in başlangıçta ticari, kapalı ve tescilli olması durumuna rağmen, şu anda lisans modeli, işletim sistemi olarak ücretsiz olarak almayı ve kullanıma sunulmasını sağlar (asgari bir konfigürasyonda, elbette ve ticari kullanım için değil - ben - ben de - kesinlikle ücretsiz ve Zaman Sınırlamalar olmadan) ve kaynak kodu (hepsi değil, herkes herkes için değil - ama zaten çok fazla oldu).

Bu işletim sisteminin serinliği nedir? Çoklu görev, çok oyunculu, modüler ve posix uyumlu olması, kutsal olan sakallı polar kaşifler dışında, Penguin'in böyle bir yemeğin olduğuna inanan bir sürpriz olabilir :). Bu arada, işletim sistemi bu üçü Lynux'tan daha eski. Ancak, bu bir gösterge değildir. Sadece düşünüyorsun - 8k microkernel (evet, sekiz kilobayt!). Bu bir gösterge! Bu, bağlamın anahtarlamasının kayıt süresi 2,5 nanosaniyedir. Gerçek şu ki, çekirdek sadece süreçler ile mesajların iletimi arasındaki bölümü yönetmesidir. Süreç yönetimi ve süreçler için kaynakların dağıtımı bile, süreçler yöneticisi olarak adlandırılan ayrı bir prog ile gerçekleştirilir ve POSIX 1003.4'e uygun olarak yapar (bu, OSRV için özel bir standarttır - karar verirseniz GNU QNX yapın :).

Diğer özelliklerin sizi ilgilendirmemesi muhtemel değildir - her QNX-Pro ve ihtiyaç duyulmazlar bile. Bu nedenle, yaklaşık 12 olası mikroker zorluğu, 32 öncelikli düzey ve üç zaman ayırma algoritması (FIFO, Dairesel ve Uyarlanabilir) Kesintisiz bile.

Ancak ekipmanın gereksinimlerini şiddetle tavsiye ediyorum:

CPU: 8088, 80286, 80386 ve üzeri
RAM: 640KB'den az (yürütme için), 2MB (geliştirme için)
HDD: OS ve Yardımcı Programlar için 5 MB (Programlama Sistemi için
- başka bir 4 MB); Çıkarılabilir yapılandırma mümkündür.

Sadece gereksinimlerin mütevazı olduğunu düşünmeyin, çünkü sistem ilkeldir. QNX'in (Nötrino 6.2.1) en modern versiyonu, XP gibi kaynaklara neredeyse aynı açgözlülüktir. Korktun mu? 🙂 Dedim - Neredeyse! Ek olarak, hiç kimse 386'da QNX4'ü kurmanızı ve keyfini çıkarmaz. Sağlık için hazırlık!

Gerçek zamanlı? ORVD'nin ayrıntılı çalışmasına dikkat edin. Her şeyden önce, bunlar, evrensel işletim sisteminden en kötü durumlarda performans ve hızlarıyla farklı olan özel türlerdir. Özellikleri ortaya çıkaran birçok kavram vardır:

OSR - belirli bir süre için gerekli hizmeti sağlayabilen bir sistem;

İşlenen bilgilerin sürekli hazırlığı ve zamanları ile karakterize edilen gerçek zamanlı bir sistem kullanıcılara karşı anlaşılmaz;

- Forefront'a bir cevap süresi olmadığı, ancak uygulama ile birlikte çalışmanın yeterliliğinin olduğu "Hızlı Sistem".

Tamamen için, resim dikkat etmeli özellik Gerçek zamanlı işletim sistemleri. En önemli özellik, meydana gelen olaylara garantili ve istikrarlı bir cevaptır. Herhangi bir seviyenin (yüksek ve düşük öncelikli) görevleri kendi aralarında çatışmamalı ve birbirlerini itmemelidir. Gerçek zamanlı olarak belirli bir etkinlikte yüksek tepki süresi.

Gerçek zamanlı

Programlara bağlı olarak onları ayırın: sert (sert), yumuşak (yumuşak) ve etkileşimlidir. Kısaca her türlü düşünün.

Sert OSR'ler, gerçek zamanlı bir etkinliğe kesinlikle tanımlanmış bir tepki süresine sahiptir. Örnek: Donanım kesintisi, yönetim komutlarının görüntüsü, vakaların% 100'ünde olanlar için işlenmelidir.

Yumuşak gerçek zamanlı sistemler, vakaların% 80-90'ını belirli zaman dilimlerinden bir siparişle sapmasına izin verir. Ancak asıl şey, bu gecikmelerin onarılamaz sonuçlara yol açmadığıdır.

Etkileşimli OSRS şunları içerir (birey, belirtilen talimatlardan veya komutlardan sonra sistemden bir cevap beklediğinde).

Gerçek zamanlı ve özelliklerinin en yaygın işletim sistemleri

OSRV'nin çoğu - kapalı tipte ve bunları almak zor detaylı bilgi. Windriver sistemleri, gömülü PC'lerde yazılım geliştirmek için VXWorks (RIGID ORVD) geliştirmiştir. VXWorks'in yönetimi altında yazılım geliştirme ve bir istemci bilgisayarı ve bir istemci bilgisayarı içeren ana bilgisayarın çalışmalarına dayanır.

Bu gerçek zamanlı işletim sistemleri yaygın olarak kurulur, ancak yazılım modülleri başka bir ortamda kullanılamaz; bu, kullanımı yeterince sınırlı hale getirir. Avantajlar şunları içerir:

Sınırsız sayıda görev çözüldü.

Öncelikli görev sayısı - 256'ya kadar.

Görevler, döngüsel olarak veya önceliklendirilmiştir.

Kritik sistem kaynaklarını yönetmeye yardımcı olan semaforlar.

QNX Neutrino Gerçek Zamanlı Çalıştırma Sytrino Gerçek Zamanlı İşletim Sistemi Sytrino Realtime İşletim Sistemi Yazılım Sistemleri. Çapraz sunucu mimarisine dayanır ve önceliklendirme modu ile büyük bir çoklu görevle ayırt edilir. Sistemin her bir elemanı bağımsız olarak çalışır: Arızalar ve arızalar olması durumunda, çekirdek veya diğer bileşenlerin çalışmasını etkilemeden herhangi bir bağlantı bağımsız olarak yeniden başlatılabilir. Ayrıca, diğer bir ortamdaki işi ortadan kaldıran temel çekirdeğe bağlanan derin bir konfigürasyona sahiptir.

Koruslar, telekomünikasyonda yaygın olarak kullanılan gömülü bir işletim sisteminin bir örneğidir. Yeni gelişmeler ve uygulamaları uygulamanıza olanak sağlayan çeşitli telekomünikasyon protokollerini, Java teknolojilerini destekler.

Genel kullanımdan ve hedeften fark

Görev işleme sırasında harcanan sıkı kontrol süresi nedeniyle, işin belirleyici niteliğine sahip ortak amaçlı sistemlerle farklıdır. "Belirleme" kavramı, gerçek zamanlı bir programın yapıldığı önceden tanımlanan belirli bir zaman aralığını açıklar.

Bilgisayar öncelikle esneklik sağlamak ve sistem tasarımını basitleştirmek için kullanılır. PC'den farklı olarak program kodu Genellikle ROM'da ve sabit diskte saklanır. Genelde son kullanıcı Yeni gelişmez yazılım Dahili cihaz için. VLSI teknolojisinin gelişimi ile gömülü sistemler, çoğu modern elektronik cihazda bulunabilecekleri çok ucuz hale geldi.

Gömülü sistem örnekleri

Şekil 1.1'de gösterilen gezici gibi robot yerleşik bir sistemdir. Şekil 1.2'de gösterilen cep telefonu, PDA veya taşınabilir multimedya oynatıcı yerleşik cihazlardır. Şekil 1.2'de gösterilen elektrikli diş fırçası bile yerleşik bir sistemdir. Küçük mikrodenetçi Diş fırçasında programlanabilir hız kontrolü ve pil şarj durumunun göstergesi sağlar. Yüksek kaliteli arabalar yaklaşık yüz yerleşik mikrodenetleyici içerebilir. Tipik orta sınıf ev sahipliği yaklaşık elli gömülü cihaz vardır. Dünyadaki her PC için yüzlerce yerleşik cihaz var. Toplam, gömülü cihazlarda, küresel mikroişlemci üretiminin çoğunu oluşturur.

İncir. 1.1.

Tablo 1.1'de görülebileceği gibi, yerleşik cihazlar, uçak ve askeri sistemler, biyomedikal sistemler, arabalar, iletişimler dahil olmak üzere çeşitli ürünlerde bulunabilir. bilgisayar aygıtları Giriş / in, elektronik aletler, ev elektroniği, endüstriyel ekipman, ofis makineleri, kişisel cihazlar, robotlar ve akıllı oyuncaklar. Dahili cihazlar her yerde bulunabilir.

Dahili sistem tasarımcıları genellikle karmaşık tasarım görevleriyle karşı karşıyadır. Dahili sistemler güvenilir olmalıdır. Birçok gömülü cihaz kırılamaz ve yeniden başlatılamaz. Yazılım Birçok gömülü cihazda güncellenemiyor. Birçok cihaz, performans ve enerji tüketimi konusunda sıkı tasarım kısıtlamaları vardır. Bazı cihazların pilden uzun süre çalışması gerekir. Ek olarak, tüketici cihazları genellikle çok hızlı bir şekilde piyasaya yeni ürünler ile girer ve sert bir fiyat rekabeti vardır. Birçok uygulamada gerçek zamanlı sınırlamalar vardır ve birçok cihazın sınırlı bellek ve bilgi işlem gücüne sahiptir.

İncir. 1.2. Tablo 1.1. Gömülü sistem örnekleri

Havacılık ve Askeri Sistemler	AutoPilot Uçağı, Aviyonik ve navigasyon Sistemleri, Otomatik iniş sistemleri, rehberlik sistemleri, motor yönetimi.
Biyomedikal Sistemler	Bilgisayar tomografisi ve ultrasonik çalışmalar, hasta izleme, kalp sınavları.
Arabalar	Motor yönetimi, kilitlenme önleyici fren sistemleri, kanallı fren sistemi, hava yastıklarının kontrolü, kontrol sistemi ısıtma ve klima, GPS navigasyon, uydu radyo, sistem teşhisi.
İletişim	İletişim uyduları, ağ yönlendiricileri, anahtarlar, hub.
Tüketici Elektroniği	tV'ler, fırınlar, bulaşık makineleri, dvd oynatıcılar, stereo sistemler, güvenlik sistemleri, gaz kontrol sistemleri, termostatlar, kameralar, radyo, telesekreter, kod çözücüler kablolu televizyon, Diğer cihazlar.
C / Bilgisayar Aygıtları için	Klavyeler, fareler, yazıcılar, tarayıcılar, ekranlar, modemler, sabit sürücü cihazları, DVD aygıtları, grafik panoları, USB aygıtları.
Elektronik aletler	Veri toplama sistemleri, osiloskoplar, voltmetreler, sinyal jeneratörleri, mantıksal Analizörler.
Endüstriyel ekipman	Kontrol, gözlem sistemleri, robotlar, CNC makineleri, programlanabilir mantık kontrol cihazları, endüstriyel otomasyon ve kontrol sistemleri kaldırır.
Ofis makineleri	faks cihazları, fotokopi makineleri, telefon numaraları, hesap makineleri, nakit kayıtları.
Kişisel cihazlar	cep telefonları, mp3 taşınabilir oyuncular, video oynatıcılar, kişisel dijital asistanlar (PDA), elektronik kol saatleri, taşınabilir video oyunları, dijital kameralar, GPS sistemleri.
Robotlar	Endüstriyel robotlarÖzerk Araçlar, Uzay Araştırma Robotları (örneğin, Robotlar - Marsoises)
Oyuncaklar	video oyun sistemleri, oyuncak robotları "Aibo", "Furby" ve "Elmo" yazın.

Gerçek zamanlı işletim sistemleri

Gerçek zamanlı sistemler Cevap vermeli dış parametreler Şekil 1.3'te gösterildiği gibi sınırlı süre için yeni çıkış sonuçları girin ve oluşturun. Tepki süresi sınırlı olmalıdır. Çok uzun bir cevap süresi gerçek zamanlı bir arızaya neden olabilir.

Açıklayıcı örnek gerçek zamanlı sistemler bir araba hava yastığının bir kontrolörüdür. Hava yastığı hareket sensörleri (ivmeölçer) çarpışmayı tanırken, sistemin reaksiyona girmesi, hava yastığını 10 ms için açılmalıdır veya sistem doğru şekilde çalışmaz. Üzerinde yüksek hız 10 ms'den fazla gecikmeli olarak, sürücü zaten yastık açılmadan önce direksiyon simidiyle karşılaşacaktır.

İncir. 1.3.

Yumuşak bir gerçek zamanlı sistemde öncelik kritik görevlere sahiptir. Yumuşak gerçek zamanlı sistem genellikle gerçek zamanlı yanıt kısıtlamalarını karşılamaktadır. Bir örnek tipik yumuşaktır gerçek zamanlı sistemler Multimedya oyuncusu. Oyuncu bazen bir video çerçevesi veya ses örneğini atlayabilir ve kullanıcı, oyuncuların çoğu zaman çalışana kadar bunu bile fark etmeyebilir.

Sert bir gerçek zamanlı sistemde, yeni bir çıktı sonucu belirtilen zaman sınırlarında daima hesaplanmalıdır veya sistem çalışmaz. Sert bir örneği olarak gerçek zamanlı sistemler Sistemi düşünün uzaktan kumanda Kurallar (yani, bir bilgisayar tarafından yönetilen). Uçak uçuş kontrol sisteminde, pilot kontrol direksiyon simidini hareket ettirdiğinde, uçuş kontrol paneli çok hızlı bir şekilde yanıt olarak hareket etmelidir veya uçak stabilite ve düşüş kaybetmez. Güvenliği sağlamak için FAA, bir bilgisayar simülatörleri ve uçak tarafından yönetilen gerçek zamanlı olarak reaksiyonu sürekli kontrol eder ve onaylar.

Sayfa Paylaşımı Prosedürleri sanal bellek Ve nesneye yönelik dillerin gerektirdiği çöp toplama koleksiyonu, katı gerçek zamanlı sistemlerde sorunlara neden olabilir. Önbellekleme bile, bazen bir sorundur, çünkü programın yürütme süresindeki bir değişikliğe yol açabileceği içindir.

Birçok gömülü sistem, çoklu oturum açma ve çıkışlara sahip gerçek zamanlı sistemlerdir. Birkaç olay birbirinden bağımsız olarak meydana gelir. Programlama Görevlerin ayrılmasında basitleştirilmiştir, ancak farklı görevler arasında kalıcı anahtarlamanın CPU'sunu gerektirir. İşletim sistemimultisascy'yi destekleyen zamanın ayrılması Birkaç görev arasında CPS. OS ayrıca paralel olarak çalışan farklı görevler arasındaki eylemleri koordine etmek için gerekli senkronizasyon elemanları sağlar.

İşletim sistemleri genellikle gerçek zamanlı özellikleri ile sınıflandırılır. İşletim sistemi Gerçek zamanlı uygulamaları desteklemek için gerçek zamanlı olarak tasarlanmış olmalıdır. Son zamanlarda yapılan bir çalışma, gerçek zamanlı uygulamaların% 95'inin, 0,5 ila 10 ms arasındaki sınırlı yanıt süresi gerektirdiği sonucuna varılır. Yanıt süresinde sadece% 10 sapma (1 ms'ye kadar 50 mikrosaniyeden salınım) izin verilebilir. Bu tür gereksinimlere göre, çoğu genel amaçlı işletim sistemi gerçek zamanlı sistem değildir. Bu kriterlere göre, Windows XP gibi yerleşik işletim sistemi dikkate alınabilir en iyi senaryo Tıpkı yumuşak gibi Gerçek zamanlı işletim sistemi. Windows XP için, yanıt süresini iyileştiren bazı üçüncü taraf araçlar var.

Gömülü sistemler için işletim sistemleri

Çoğu yeni cihazın bir meydan okuması var yazılımÇoklamaslı, Görev Senkronizasyonu, çok çeşitli G / Ç aygıtları için destek, planlama ve tamponlama işlemleri, Hafıza Yönetimi, Grafik ekranlar için destek, dosya Sistemleri, Ağlar, güvenlik ve güç yönetimi. İşletim sistemi Uygulama geliştiricilerine yardımcı olmak için tüm bu fırsatları sağlayabilir. Uygulamalı programcılar daha fazla çalıştıkları için daha verimli olacaktır. yüksek seviye İşletim sistemi tarafından sağlanan bu araçları kullanarak soyutlamalar.

Son zamanlarda yayınlanan model cep telefonu Beş milyondan fazla kod satırı içerir. Birkaç, eğer tüm bazı projelerde, tüm bu kodu tamamen bağımsız olarak geliştirmek için gerekli zaman ve araçlar olacaktır. Bu gibi durumlarda, mevcut işletim sistemini kullanmak ekonomik bir anlamı vardır. Gelişim süresini azaltmak ve giderlerin azaltılması, işletim sistemi lisansının maliyetini tam olarak haklı çıkaracak.

Tipik bir ticari yerleşik işletim sisteminin lisanslı kesintileri, cihazda sadece birkaç dolar oluşturur. Bazı çok basit cihazlar işletim sistemi olmadan yapabilir, ancak yeni cihazlar sürekli olarak daha karmaşık hale geliyor.

Bu bağlamda, çoğu gömülü cihazlar yerleşik işletim sistemini kullanır. Dahili işletim sistemleri genellikle C / C ++'un çoğu tarafından geliştirilir ve C / C ++ Derleyici, Assembler ve Hata Ayıklama araçlarıyla birlikte, geliştiricilere uygulama programları ve cihaz testlerini geliştirmelerine yardımcı olmak için verilir. Yapı Araçları Dahili sistemler, ROM veya Flash bellek gibi geçici olmayan hafızada depolanan bir kod kullanarak program yürütülmesini desteklemelidir.