Оперативни систем у реалном времену (РТОС): Компоненте, типови, примери

Шта је оперативни систем у реалном времену (РТОС)?

Оперативни систем у реалном времену (РТОС) је оперативни систем намењен за опслуживање апликација у реалном времену које обрађују податке како долазе, углавном без кашњења бафера. Пуни облик РТОС -а је оперативни систем у реалном времену.

У РТОС -у, време потребно за обраду рачуна се у интервалима од десетина секунди. То је временски ограничен систем који се може дефинисати као фиксно временско ограничење. У овој врсти система, обрада се мора обавити унутар наведених ограничења. У супротном, систем ће отказати.

У овом упутству за оперативни систем научићете:

Зашто користити РТОС?

Ево важних разлога за коришћење РТОС -а:

  • Нуди планирање засновано на приоритетима, што вам омогућава да одвојите аналитичку обраду од некритичне обраде.
  • ОС у реалном времену нуди АПИ функције које дозвољавају чистији и мањи код апликације.
  • Апстраховање временских зависности и дизајн заснован на задацима доводи до мање међузависности између модула.
  • РТОС нуди модуларни развој заснован на задацима, који омогућава модуларно тестирање засновано на задацима.
  • АПИ заснован на задацима подстиче модуларни развој као задатак, који ће обично имати јасно дефинисану улогу. Омогућава дизајнерима/тимовима да самостално раде на својим деловима пројекта.
  • РТОС управља догађајима без губљења времена на обраду времена за догађај који се није догодио

Компоненте РТОС -а

Компоненте оперативног система у реалном времену



Овде су важне компоненте РТОС -а

Планер : Ова компонента РТОС -а говори да се којим редоследом могу извршавати задаци који се генерално заснивају на приоритету.

Симетрична вишепроцесирање (СМП) : То је више различитих задатака које РТОС може обавити тако да се може обавити паралелна обрада.

Библиотека функција : То је важан елемент РТОС -а који делује као интерфејс који вам помаже да повежете језгро и код апликације. Ова апликација вам омогућава да шаљете захтеве кернелу помоћу библиотеке функција тако да апликација може дати жељене резултате.

Управљање меморијом : овај елемент је потребан у систему за додељивање меморије сваком програму, што је најважнији елемент РТОС -а.

Латенција брзог слања : То је интервал између завршетка задатка који оперативни систем може идентификовати и стварног времена које је нит, која је у реду за спремање, започела обраду.

Кориснички дефинисани објекти података и класе : РТОС систем користи програмске језике попут Ц или Ц ++, које треба организовати у складу са њиховим функционисањем.

Врсте РТОС -а

Три врсте РТОС система су:

Тешко реално време:

У Хард РТОС -у, рок се третира врло строго, што значи да се задати задатак мора почети извршавати у одређено заказано време и мора бити завршен у задатом временском периоду.

Пример: Медицински критични систем неге, Авионски системи итд.

Фирма у реалном времену:

Ова врста РТОС -а такође мора поштовати рокове. Међутим, пропуштање рока можда неће имати велики утицај, али може изазвати нежељене ефекте, попут великог смањења квалитета производа.

Пример: Различите врсте мултимедијалних апликација.

Меко у реалном времену:

Софт РТОС у реалном времену, прихвата нека кашњења оперативног система. У овој врсти РТОС -а постоји рок одређен за одређени посао, али је прихватљиво кашњење за мало времена. Дакле, ова врста РТОС -а тихо управља роковима.

Пример: Систем трансакција на мрежи и Систем котирања цена стоке.

Термини који се користе у РТОС -у

Овде су битни изрази који се користе у РТОС -у:

  • Задатак - Скуп повезаних задатака који заједно могу пружити неке системске функционалности.
  • Посао - Посао је мали део посла који се може доделити процесору, а за који су потребни, али и не морају бити потребни ресурси.
  • Време ослобађања посла - То је време посла на коме посао постаје спреман за извршење.
  • Време извршења посла: Раду је потребно време да заврши своје извршење.
  • Рок за посао: Време је да посао заврши своје извршавање.
  • Процесори: Они познати су и као активни ресурси. Они су важни за извршавање посла.
  • Максимално То је дозвољено време одзива посла назива се његов релативни рок.
  • Време одговора на посао: То је временски период од тренутка објављивања посла до тренутка када се заврши.
  • Апсолутни рок: Ово је релативни рок, који такође укључује и време објављивања.

Карактеристике РТОС -а

Ево важних карактеристика РТОС -а:

  • Заузимају много мање меморије
  • Потрошите мање ресурса
  • Времена одговора су веома предвидљива
  • Непредвидиво окружење
  • Кернел чува стање огласа са прекинутим задатком, а затим одређује који задатак треба да се изврши следећи.
  • Кернел обнавља стање задатка и преноси контролу над ЦПУ -ом за тај задатак.

Фактори за избор РТОС -а

Ево основних фактора које морате узети у обзир при избору РТОС -а:

  • Перформансе : Перформансе су најважнији фактор који треба узети у обзир при избору за РТОС .
  • Миддлеваре : ако у оперативном систему у реалном времену нема подршке за међуопреме, јавља се питање интеграције процеса за коју је потребно време.
  • Без грешака : РТОС системи не садрже грешке. Због тога нема шансе да дође до грешке током извршавања задатка.
  • Употреба уграђеног система : РТОС програми су мале величине. Зато широко користимо РТОС за уграђене системе.
  • Максимална потрошња : максималну потрошњу можемо постићи уз помоћ РТОС -а.
  • Пребацивање задатака : Време померања задатака је много мање.
  • Јединствене особине : Добар РТС би требао бити способан и има неке додатне функције, као што је начин на који ради за извршавање команде, ефикасна заштита меморије система итд.
  • Перформансе 24 сата дневно : РТОС је идеалан за оне апликације које захтевају да раде 24 сата дневно.

Разлика између ГПОС -а и РТОС -а

Ево важних разлика између ГПОС -а и РТОС -а:

Оперативни систем опште намене (ГПОС) Оперативни систем у реалном времену (РТОС)
Користи се за десктоп рачунаре и лаптопове.Примењује се само на уграђену апликацију.
Заказивање засновано на процесима.Заказивање засновано на времену се користи као робусно заказивање.
Латенција прекида се не сматра толико важном као у РТОС -у.Кашњење прекида је минимално, што се мери у неколико микросекунди.
У систему нема механизма за инверзију приоритета.Механизам приоритетне инверзије је актуелан. Дакле, систем га не може мењати.
Операција Кернела може, али и не мора бити искључена.Операција Кернела може се предухитрити.
Инверзија приоритета остаје непримећенаНема гаранција предвидљивости

Апликације оперативног система у реалном времену

Системи у реалном времену се користе у:

  • Систем резервација авио -компанија.
  • Систем контроле ваздушног саобраћаја.
  • Системи који омогућавају тренутно ажурирање.
  • Користи се у било ком систему који пружа ажуриране и минутне информације о ценама акција.
  • Системи за одбрану као што је РАДАР.
  • Мрежни мултимедијални системи
  • Системи управљања командама
  • Интернет телефонија
  • Системи против блокирања кочница
  • Хеарт Пацемакер

Недостаци РТОС -а

Ево недостатака/мана коришћења РТОС система:

  • РТОС систем може заједно извршавати минималне задатке и концентрише се само на оне апликације које садрже грешку како би их избегао.
  • РТОС је систем који се концентрише на неколико задатака. Због тога је овим системима заиста тешко да обављају више задатака.
  • За РТОС су потребни посебни управљачки програми како би могао понудити брзо време одзива на прекид сигнала, што помаже у одржавању његове брзине.
  • РТОС користи много ресурса, што овај систем чини скупим.
  • На задатке који имају низак приоритет потребно је дуго чекати јер РТОС одржава тачност програма који се извршавају.
  • Минимално пребацивање задатака врши се у оперативним системима у реалном времену.
  • Користи сложене алгоритме које је тешко разумети.
  • РТОС користи много ресурса, који понекад нису погодни за систем.

Резиме:

  • РТОС је оперативни систем намењен опслуживању апликација у реалном времену које обрађују податке како долазе, углавном без кашњења бафера.
  • Нуди планирање засновано на приоритетима, што вам омогућава да одвојите аналитичку обраду од некритичне обраде.
  • Важне компоненте РТОС система су: 1) распоређивач, 2) симетрична вишепроцесна обрада, 3) библиотека функција, 4) управљање меморијом, 5) брзо слање и 6) кориснички дефинисани објекти података и класе
  • Три врсте РТОС -а су 1) Тешко време 2) Меко време и 3) Време учвршћења
  • РТОС систем заузима врло мало меморије и троши мање ресурса
  • Перформансе су најважнији фактор који се мора узети у обзир при избору за РТОС.
  • Оперативни систем опште намене (ГПОС) користи се за десктоп рачунаре и преносне рачунаре, док се оперативни систем у реалном времену (РТОС) примењује само на уграђену апликацију.
  • Системи у реалном времену се користе у систему резервација авио-компанија, систему контроле ваздушног саобраћаја итд.
  • Највећи недостатак РТОС -а је то што се систем концентрише само на неколико задатака.