Reaaliaikainen käyttöjärjestelmä (RTOS): komponentit, tyypit, esimerkit

Mikä on reaaliaikainen OperaRTOS-järjestelmä?

Reaaliaikainen käyttöjärjestelmä (RTOS) on käyttöjärjestelmä, joka on tarkoitettu palvelemaan reaaliaikaisia sovelluksia, jotka käsittelevät tietoja sitä mukaa kun ne tulevat, useimmiten ilman puskuriviivettä. RTOS:n täysi muoto on reaaliaikainen käyttöjärjestelmä.

RTOS:ssa käsittelyaikatarve lasketaan sekuntien kymmenesosissa. Se on aikasidottu järjestelmä, joka voidaan määritellä kiinteiksi aikarajoitteiksi. Tämän tyyppisessä järjestelmässä käsittely on suoritettava määritettyjen rajoitusten sisällä. Muuten järjestelmä epäonnistuu.

Miksi käyttää RTOS:a?

Tässä on tärkeitä syitä RTOS:n käyttöön:

Se tarjoaa prioriteettipohjaisen ajoituksen, jonka avulla voit erottaa analyyttisen käsittelyn ei-kriittisestä käsittelystä.
Reaaliaikainen käyttöjärjestelmä tarjoaa API-toimintoja, jotka mahdollistavat puhtaamman ja pienemmän sovelluskoodin.
Ajoitusriippuvuuksien abstraktio ja tehtäväpohjainen suunnittelu vähentävät moduulien välisiä keskinäisiä riippuvuuksia.
RTOS tarjoaa modulaarisen tehtäväpohjaisen kehityksen, joka mahdollistaa modulaarisen tehtäväpohjaisen testauksen.
Tehtäväpohjainen API kannustaa modulaarista kehitystä tehtävänä, sillä on tyypillisesti selkeästi määritelty rooli. Sen avulla suunnittelijat/tiimit voivat työskennellä itsenäisesti omissa projektin osissaan.
RTOS on tapahtumaohjattu ilman ajanhukkaa sen tapahtuman käsittelyaikaan, jota ei tapahdu

RTOS:n osat

Tässä ovat tärkeät RTOS-komponentit

Ajastin: Tämä RTOS-komponentti kertoo, missä järjestyksessä tehtävät voidaan suorittaa, mikä perustuu yleensä prioriteettiin.

Symmetrinen monikäsittely (SMP): RTOS voi käsitellä useita erilaisia tehtäviä, jotta rinnakkaiskäsittely voidaan suorittaa.

Toimintakirjasto: Se on tärkeä RTOS-elementti, joka toimii käyttöliittymänä, joka auttaa sinua yhdistämään ytimen ja sovelluskoodin. Tämän sovelluksen avulla voit lähettää pyynnöt ytimelle funktiokirjaston avulla, jotta sovellus voi antaa halutut tulokset.

Muistinhallinta: tätä elementtiä tarvitaan järjestelmässä muistin varaamiseen jokaiselle ohjelmalle, joka on RTOS:n tärkein elementti.

Nopea lähetysviive: Se on aikaväli käyttöjärjestelmän tunnistaman tehtävän päättymisen ja käsittelyn aloittaneen valmiusjonossa olevan säikeen todellisen ajan välillä.

Käyttäjän määrittämät tietoobjektit ja luokat: RTOS-järjestelmä käyttää ohjelmointikieliä, kuten C tai C++, jotka tulisi järjestää niiden toiminnan mukaan.

RTOS-tyypit

Kolmen tyyppisiä RTOS-järjestelmiä ovat:

Kova reaaliaika

Hard RTOS:ssa määräaikaa käsitellään erittäin tiukasti, mikä tarkoittaa, että tietyn tehtävän on aloitettava suorittaminen määrättynä ajoitettuna aikana ja se on suoritettava määritetyn ajan kuluessa.

Esimerkki: Lääketieteellinen tehohoitojärjestelmä, lentokonejärjestelmät jne.

Kiinteä reaaliaikainen

Tämän tyyppisten RTOS:ien on myös noudatettava määräaikoja. Määräajan laiminlyönnillä ei kuitenkaan välttämättä ole suuria vaikutuksia, mutta se voi aiheuttaa ei-toivottuja vaikutuksia, kuten tuotteen laadun valtavan heikkenemisen.

Esimerkki: Erityyppiset multimediasovellukset.

Pehmeä reaaliaikainen

Pehmeä reaaliaikainen RTOS, hyväksyy joitain viiveitä Operating-järjestelmä. Tämän tyyppisessä RTOS:ssa tietylle työlle on määrätty määräaika, mutta pieni viive on hyväksyttävää. Joten tämäntyyppinen RTOS käsittelee määräajat pehmeästi.

Esimerkki: Online-tapahtumajärjestelmä ja karjan hintanoteerausjärjestelmä.

RTOS:ssa käytetyt termit

Tässä ovat RTOS:ssa käytetyt keskeiset termit:

Tehtävä - Joukko toisiinsa liittyviä tehtäviä, jotka voivat yhdessä tarjota järjestelmän toimintoja.
Työ - Työ on pieni työ, joka voidaan osoittaa prosessorille ja joka voi vaatia tai ei vaadi resursseja.
Työn vapautusaika - Se on työn aika, jolloin työ on valmis suoritettavaksi.
Työn suoritusaika: Työn suorittamiseen kuluu aikaa.
Työn määräaika: On aika, jolloin työn pitäisi olla suoritettu loppuun.
prosessorit: Ne tunnetaan myös aktiivisina resursseina. Ne ovat tärkeitä työn suorittamisen kannalta.
Maksimi Se on työn sallittua vasteaikaa kutsutaan sen suhteelliseksi määräajaksi.
Työtehtävän vasteaika: Se on aika työn julkaisuajasta, jolloin instant päättyy.
Ehdoton määräaika: Tämä on suhteellinen määräaika, joka sisältää myös sen julkaisuajan.

RTOS:n ominaisuudet

Tässä on RTOS:n tärkeitä ominaisuuksia:

Vie hyvin vähemmän muistia
Kuluttaa vähemmän resursseja
Vastausajat ovat hyvin ennakoitavissa
Ennalta arvaamaton ympäristö
Ydin tallentaa keskeytetyn tehtävämainoksen tilan ja määrittää sitten, mikä tehtävä sen tulee suorittaa seuraavaksi.
Ydin palauttaa tehtävän tilan ja siirtää suorittimen hallinnan tehtävää varten.

RTOS:n valintaan vaikuttavat tekijät

Tässä on tärkeitä tekijöitä, jotka sinun on otettava huomioon valitessasi RTOS:ää:

Suorituskyky: Suorituskyky on tärkein tekijä, joka on otettava huomioon valittaessa RTOS-järjestelmää.
middleware: jos reaaliaikaisessa käyttöjärjestelmässä ei ole väliohjelmistotukea, ilmenee prosessien aikaavieneen integroinnin ongelma.
Virheetön: RTOS-järjestelmät ovat virheettömiä. Siksi ei ole mahdollista saada virhettä tehtävää suoritettaessa.
Sulautetun järjestelmän käyttö: RTOS-ohjelmat ovat pieniä. Joten käytämme laajasti RTOS:ia sulautetuissa järjestelmissä.
Suurin kulutus: voimme saavuttaa maksimaalisen kulutuksen RTOS:n avulla.
Tehtävän vaihto: Shifttehtävien suorittamiseen käytetty aika on hyvin lyhyempi.
Ainutlaatuiset ominaisuudet: Hyvän RTS:n pitäisi pystyä, ja siinä on joitain lisäominaisuuksia, kuten miten se toimii komentojen suorittamisessa, järjestelmän muistin tehokas suojaus jne.
24/7 suorituskykyä: RTOS on ihanteellinen sovelluksiin, jotka vaativat 24/7 käyttöä.

Ero GPOS:n ja RTOS:n välillä

Tässä on tärkeitä eroja GPOS:n ja RTOS:n välillä:

Yleinen tarkoitus OperaTing System (GPOS)	REAALIAIKAINEN Operating System (RTOS)
Sitä käytettiin pöytätietokoneissa ja kannettavissa tietokoneissa.	Sitä sovelletaan vain upotettuun sovellukseen.
Prosessipohjainen ajoitus.	Aikaperusteista ajoitusta käytetään kuten round robin -aikataulutusta.
Keskeytysviivettä ei pidetä yhtä tärkeänä kuin RTOS:ssa.	Keskeytysviive on minimaalinen, mikä mitataan muutamassa mikrosekunnissa.
Järjestelmässä ei ole prioriteetin inversiomekanismia.	Ensisijainen inversiomekanismi on nykyinen. Joten järjestelmä ei voi muokata sitä.
Ytimen toiminta voidaan estää tai ei.	Ytimen toiminta voidaan ennaltaehkäistä.
Prioriteettiinversio jää huomaamatta	Ei takuita ennakoitavuudesta

Reaaliaikaiset sovellukset Operating System

Reaaliaikaisia järjestelmiä käytetään:

Lentoyhtiöiden varausjärjestelmä.
Lennonjohtojärjestelmä.
Järjestelmät, jotka tarjoavat välittömän päivityksen.
Käytetään kaikissa järjestelmissä, jotka tarjoavat ajantasaista ja hetkellistä tietoa osakekursseista.
Puolustussovellusjärjestelmät, kuten RADAR.
Verkotetut multimediajärjestelmät
Komentoohjausjärjestelmät
Internet-puhelin
Lukkiutumattomat jarrujärjestelmät
Sydän Sydämentahdistin

RTOS:n haitat

Tässä on RTOS-järjestelmän käytön haittoja/haittoja:

RTOS-järjestelmä pystyy suorittamaan minimaalisia tehtäviä yhdessä, ja se keskittyy vain niihin sovelluksiin, joissa on virhe, jotta se voi välttää ne.
RTOS on järjestelmä, joka keskittyy muutamiin tehtäviin. Siksi näiden järjestelmien on todella vaikea tehdä moniajoa.
RTOS vaatii erityisiä ajureita, jotta se voi tarjota nopean vasteajan keskeytyssignaaleihin, mikä auttaa ylläpitämään sen nopeutta.
RTOS käyttää paljon resursseja, mikä tekee tästä järjestelmästä kalliin.
Tehtävät, joilla on alhainen prioriteetti, joutuvat odottamaan pitkään, koska RTOS ylläpitää suoritettavan ohjelman tarkkuutta.
Minimi tehtävien vaihto tapahtuu reaaliaikaisissa käyttöjärjestelmissä.
Se käyttää monimutkaisia algoritmeja, joita on vaikea ymmärtää.
RTOS käyttää paljon resursseja, jotka eivät toisinaan sovi järjestelmälle.

Yhteenveto

RTOS on käyttöjärjestelmä, joka on tarkoitettu palvelemaan reaaliaikaisia sovelluksia, jotka käsittelevät tietoja sen saapuessa, useimmiten ilman puskuriviivettä.
Se tarjoaa prioriteettipohjaisen ajoituksen, jonka avulla voit erottaa analyyttisen käsittelyn ei-kriittisestä käsittelystä.
RTOS-järjestelmän tärkeitä komponentteja ovat: 1) Scheduler, 2) Symmetric Multiprocessing, 3) Function Library, 4) Muistinhallinta, 5) Nopea lähetysviive ja 6) Käyttäjän määrittämät tietoobjektit ja luokat
Kolme RTOS-tyyppiä ovat 1) kova aika 2) pehmeä aika ja 3) kiinteä aika
RTOS-järjestelmä vie hyvin vähemmän muistia ja kuluttaa vähemmän resursseja
Suorituskyky on tärkein tekijä, joka on otettava huomioon valittaessa RTOS:ää.
Yleinen tarkoitus OperaGPOS-järjestelmää (GPOS) käytetään pöytätietokoneissa ja kannettavissa tietokoneissa reaaliajassa OperaRTOS-järjestelmää sovelletaan vain sulautettuun sovellukseen.
Reaaliaikaisia järjestelmiä käytetään lentoyhtiöiden varausjärjestelmässä, lennonjohtojärjestelmässä jne.
RTOS:n suurin haittapuoli on, että järjestelmä keskittyy vain muutamiin tehtäviin.

on kokoelma korreloituja tietoja, jotka on tallennettu toissijaiselle tai haihtumattomalle tallennusvälineelle, kuten magneettilevyille, optisille levyille ja nauhoille. Se on tiedonkeruumenetelmä, jota käytetään välineenä syötteiden antamiseen ja tulosteiden vastaanottamiseen kyseisestä ohjelmasta.

Yleensä tiedosto on sarja bittejä, tavuja tai tietueita, joiden merkityksen määrittelevät tiedoston luoja ja käyttäjä. Jokaisella tiedostolla on looginen sijainti, jossa ne sijaitsevat tallennusta ja hakua varten.