Что такое операционные системы реального времени?

Что собой представляют операционные системы реального времени? Обратим внимание на подробное изучение ОСРВ. Прежде всего, это специальные виды операционной системы, которые отличаются от универсальных ОС своей производительностью и быстродействием в наихудших ситуациях. Существует много понятий, которые раскрывают специфику:

- ОСРВ – система, которая способна обеспечивать необходимый сервис за определенный промежуток времени;

- система реального времени, которая отличается постоянной готовностью и время обрабатываемой информации незаметно для пользователей;

- “быстрая система”, где на первый план выходит не время отклика ОСРВ, а достаточность времени для работы с приложением.

Для полноты картины стоит обратить внимание на характерные особенности операционных систем реального времени. Самой важной особенностью является гарантированная и стабильная реакция на происходящие события. Задачи любого уровня (высокого и низкого приоритета) не должны конфликтовать между собой и вытеснять друг друга. Высокий уровень требований ко времени отклика на определенное событие в реальном времени.

Виды операционной системы реального времени

Разделяют их в зависимости от программ: жесткие (hard), мягкие (soft) и интерактивные. Вкратце рассмотрим каждый вид.

Жесткие ОСРВ имеют строго определенное время отклика на событие в реальном времени. Пример: аппаратное прерывание, показ команд управления должен обрабатываться за определенное время, что и происходит в 100% случаев.

Мягкие системы реального времени позволяют в 80-90 % случаев отклоняться от определенных временных рамок на один порядок. Но главное, чтобы эти задержки не привели к непоправимым последствиям.

Интерактивные ОСРВ включают человеческий фактор (когда индивид ожидает отклика от системы после заданных им указаний или команд).

Самые распространенные операционные системы реального времени и их характеристики

Большинство ОСРВ – закрытого типа, и о них сложно получить подробную информацию. Компания WindRiver Systems разработала VxWorks (жесткая ОСРВ) для разработки ПО на встраиваемых ПК. Она основана на работе компьютера-хоста, на котором ведется разработка программного обеспечения, и компьютера-клиента, где и используется под управления VxWorks.

Эти операционные системы реального времени – широконастраиваемые, но программные модули нельзя использовать в другой среде, что делает их достаточно ограниченными в использовании. К преимуществам можно отнести:

- Неограниченное количество решаемых задач.

- Количество приоритетных задач – до 256.

- Задачи планируются циклически или по приоритетам.

- Семафоры, которые помогают управлять критическими системными ресурсами.

Операционные системы реального времени QNX Neutrino Realtime Operating System – детище компании QNX Software Systems. Она основана на кросс-серверной архитектуре и отличается большой многозадачностью с режимом приоритетов. Каждый элемент системы работает самостоятельно: при сбоях и неполадках любое звено может самостоятельно перезапуститься, не повлияв на работу ядра или других компонентов. Она также имеет глубокую конфигурацию, привязку к базовому ядру, что исключает работу в другой среде.

ChorusOS представляет пример встраиваемой ОС, которая широко применяется в телекоммуникациях. Она поддерживает различные телекоммуникационные протоколы, Java-технологии, что позволяет внедрять новые разработки и приложения.

Отличие от ОС общего пользования и назначения

Отличаются ОСРВ от систем общего назначения детерминированным характером работы, который обусловлен строгим контролем времени, затрачиваемым на обработку задач. Понятие “детерминирование” описывает определенный заранее временной интервал, за который выполняется одна программа реального времени.