Sistem operasi real-time (RTOS): Komponen, Jenis, Contoh

Apa itu Waktu Nyata OperaSistem ting (RTOS)?

Sistem operasi waktu nyata (RTOS) adalah sistem operasi yang ditujukan untuk melayani aplikasi waktu nyata yang memproses data saat data tersebut masuk, sebagian besar tanpa penundaan buffer. Bentuk lengkap RTOS adalah sistem operasi waktu nyata.

Dalam RTOS, persyaratan waktu pemrosesan dihitung dalam persepuluh detik. Ini adalah sistem yang dibatasi waktu yang dapat didefinisikan sebagai batasan waktu yang tetap. Dalam jenis sistem ini, pemrosesan harus dilakukan dalam batasan yang ditentukan. Jika tidak, sistem akan gagal.

Mengapa menggunakan RTOS?

Berikut alasan penting untuk menggunakan RTOS:

• Ini menawarkan penjadwalan berbasis prioritas, yang memungkinkan Anda memisahkan pemrosesan analitis dari pemrosesan non-kritis.
• OS Real-time menyediakan fungsi API yang memungkinkan kode aplikasi lebih bersih dan lebih kecil.
• Mengabstraksi ketergantungan waktu dan desain berbasis tugas menghasilkan lebih sedikit saling ketergantungan antar modul.
• RTOS menawarkan pengembangan berbasis tugas modular, yang memungkinkan pengujian berbasis tugas modular.
• API berbasis tugas mendorong pengembangan modular sebagai tugas, biasanya memiliki peran yang jelas. Hal ini memungkinkan desainer/tim untuk bekerja secara mandiri pada bagian proyek mereka.
• RTOS digerakkan oleh peristiwa tanpa ada pemborosan waktu pada waktu pemrosesan untuk peristiwa yang tidak terjadi

Komponen RTOS

Di sini, adalah Komponen penting RTOS

Penjadwal: Komponen RTOS ini memberitahukan urutan tugas yang dapat dijalankan yang umumnya didasarkan pada prioritas.

Multiprosesing Simetris (SMP): Ini adalah sejumlah tugas berbeda yang dapat ditangani oleh RTOS sehingga pemrosesan paralel dapat dilakukan.

Fungsi perpustakaan: Ini adalah elemen penting RTOS yang bertindak sebagai antarmuka yang membantu Anda menghubungkan kernel dan kode aplikasi. Aplikasi ini memungkinkan Anda mengirim permintaan ke Kernel menggunakan perpustakaan fungsi sehingga aplikasi dapat memberikan hasil yang diinginkan.

Manajemen memori: elemen ini diperlukan dalam sistem untuk mengalokasikan memori ke setiap program, yang merupakan elemen terpenting dari RTOS.

Latensi pengiriman cepat: Ini adalah interval antara penghentian tugas yang dapat diidentifikasi oleh OS dan waktu sebenarnya yang dibutuhkan oleh thread, yang berada dalam antrian siap, yang telah mulai memproses.

Objek dan kelas data yang ditentukan pengguna: Sistem RTOS menggunakan bahasa pemrograman seperti C atau C++, yang harus diatur menurut operasinya.

Jenis RTOS

Tiga jenis sistem RTOS adalah:

Waktu Nyata yang Sulit

Dalam Hard RTOS, tenggat waktu ditangani dengan sangat ketat yang berarti bahwa tugas tertentu harus mulai dijalankan pada waktu yang dijadwalkan, dan harus diselesaikan dalam durasi waktu yang ditentukan.

Contoh: Sistem perawatan kritis medis, sistem pesawat terbang, dll.

Perusahaan Waktu nyata

RTOS jenis ini juga harus mengikuti tenggat waktu. Namun, melewatkan tenggat waktu mungkin tidak berdampak besar namun dapat menimbulkan dampak yang tidak diinginkan, seperti penurunan kualitas suatu produk secara besar-besaran.

Contoh : Berbagai jenis aplikasi Multimedia.

Waktu Nyata Lembut

RTOS Real-time yang lembut, menerima beberapa penundaan oleh Operasistem ting. Dalam RTOS jenis ini, ada tenggat waktu yang ditetapkan untuk pekerjaan tertentu, namun penundaan untuk sejumlah kecil waktu dapat diterima. Jadi, tenggat waktu ditangani dengan lembut oleh RTOS jenis ini.

Contoh : Sistem Transaksi Online dan Sistem Penawaran Harga Ternak.

Istilah yang digunakan dalam RTOS

Berikut adalah istilah-istilah penting yang digunakan dalam RTOS:

• Tugas - Serangkaian tugas terkait yang secara bersama-sama mampu menyediakan beberapa fungsionalitas sistem.
• Pekerjaan - Pekerjaan adalah bagian kecil pekerjaan yang dapat ditugaskan ke prosesor, dan mungkin memerlukan sumber daya atau tidak.
• Waktu rilis pekerjaan – Ini adalah saat suatu pekerjaan siap untuk dieksekusi.
• Waktu pelaksanaan pekerjaan: Ini adalah waktu yang dibutuhkan suatu pekerjaan untuk menyelesaikan pelaksanaannya.
• Batas waktu pekerjaan: Ini adalah waktu dimana suatu pekerjaan harus menyelesaikan pelaksanaannya.
• prosesor: Mereka juga dikenal sebagai sumber daya aktif. Mereka penting untuk pelaksanaan suatu pekerjaan.
• Maksimum Ini adalah waktu respons yang diijinkan suatu pekerjaan disebut tenggat waktu relatifnya.
• Waktu respons suatu pekerjaan: Merupakan jangka waktu sejak waktu pelepasan suatu pekerjaan ketika instan selesai.
• Batas waktu mutlak: Ini adalah tenggat waktu relatif, termasuk waktu rilisnya.

Fitur RTOS

Berikut adalah fitur penting RTOS:

• Menempati memori yang sangat sedikit
• Konsumsi lebih sedikit sumber daya
• Waktu respons sangat dapat diprediksi
• Lingkungan yang tidak dapat diprediksi
• Kernel menyimpan status iklan tugas yang terputus lalu menentukan tugas mana yang harus dijalankan berikutnya.
• Kernel memulihkan status tugas dan meneruskan kendali CPU untuk tugas tersebut.

Faktor untuk memilih RTOS

Berikut adalah faktor penting yang perlu Anda pertimbangkan untuk memilih RTOS:

• Performance: Kinerja adalah faktor terpenting yang perlu dipertimbangkan saat memilih RTOS.
• middleware: jika tidak ada dukungan middleware dalam sistem operasi waktu nyata, maka masalah integrasi proses yang memakan waktu terjadi.
• Bebas kesalahan: Sistem RTOS bebas dari kesalahan. Oleh karena itu, tidak ada kemungkinan mendapatkan kesalahan saat melakukan tugas.
• Penggunaan sistem tertanam: Program RTOS berukuran kecil. Jadi kami banyak menggunakan RTOS untuk sistem tertanam.
• Konsumsi Maksimal: kita dapat mencapai Konsumsi maksimal dengan bantuan RTOS.
• Pergeseran tugas: Shiftwaktu penyelesaian tugas sangat sedikit.
• Fitur unik: RTS yang baik harus mampu, dan memiliki beberapa fitur tambahan seperti bagaimana ia beroperasi untuk menjalankan perintah, perlindungan memori sistem yang efisien, dll.
• Performa 24/7: RTOS sangat ideal untuk aplikasi yang harus dijalankan 24/7.

Perbedaan antara di GPOS dan RTOS

Berikut perbedaan penting antara GPOS dan RTOS:

Tujuan umum OperaSistem (GPOS)	Real-Time OperaSistem ting (RTOS)
Ini digunakan untuk PC desktop dan laptop.	Hal ini hanya berlaku untuk aplikasi embedded.
Penjadwalan berbasis proses.	penjadwalan berbasis waktu yang digunakan seperti penjadwalan round-robin.
Latensi interupsi tidak dianggap sepenting di RTOS.	Jeda interupsi minimal, yang diukur dalam beberapa mikrodetik.
Tidak ada mekanisme inversi prioritas yang ada dalam sistem.	Mekanisme inversi prioritas masih berlaku. Jadi tidak bisa diubah oleh sistem.
Operasi kernel mungkin didahului atau tidak.	Operasi kernel dapat didahului.
Pembalikan prioritas tetap luput dari perhatian	Tidak ada jaminan prediktabilitas

Aplikasi Waktu Nyata OperaSistem ting

Sistem waktu nyata digunakan dalam:

• Sistem reservasi maskapai.
• Sistem kontrol lalu lintas udara.
• Sistem yang menyediakan pembaruan segera.
• Digunakan dalam sistem apa pun yang menyediakan informasi terkini dan terkini tentang harga saham.
• Sistem aplikasi pertahanan seperti RADAR.
• Sistem Multimedia Jaringan
• Sistem Kontrol Komando
• Telepon Internet
• Sistem Rem Anti-lock
• Jantung Pacemaker

Kekurangan RTOS

Berikut kekurangan/kekurangan menggunakan sistem RTOS:

• Sistem RTOS dapat menjalankan tugas-tugas minimal secara bersamaan, dan hanya berkonsentrasi pada aplikasi-aplikasi yang mengandung kesalahan sehingga dapat menghindarinya.
• RTOS adalah sistem yang berkonsentrasi pada beberapa tugas. Oleh karena itu, sangat sulit bagi sistem ini untuk melakukan multitasking.
• Driver khusus diperlukan untuk RTOS agar dapat menawarkan waktu respons yang cepat untuk mengganggu sinyal, sehingga membantu mempertahankan kecepatannya.
• Banyak sumber daya yang digunakan oleh RTOS, yang membuat sistem ini mahal.
• Tugas-tugas yang berprioritas rendah perlu menunggu lama karena RTOS menjaga keakuratan program yang sedang dijalankan.
• Peralihan tugas minimum dilakukan dalam sistem operasi waktu nyata.
• Ia menggunakan algoritma rumit yang sulit dipahami.
• RTOS menggunakan banyak sumber daya, yang terkadang tidak sesuai untuk sistem.

Kesimpulan

• RTOS adalah sistem operasi yang ditujukan untuk melayani aplikasi waktu nyata yang memproses data sebagaimana adanya, sebagian besar tanpa penundaan buffer.
• Ini menawarkan penjadwalan berbasis prioritas, yang memungkinkan Anda memisahkan pemrosesan analitis dari pemrosesan non-kritis.
• Komponen penting dari sistem RTOS adalah: 1) Penjadwal, 2) Multiprosesor Simetris, 3) Pustaka Fungsi, 4) Manajemen Memori, 5) Latensi pengiriman cepat, dan 6) Objek dan kelas data yang ditentukan pengguna
• Tiga jenis RTOS adalah 1) Waktu sulit 2) Waktu lunak, dan 3) Waktu tegas
• Sistem RTOS menggunakan lebih sedikit memori dan mengkonsumsi lebih sedikit sumber daya
• Kinerja adalah faktor terpenting yang perlu dipertimbangkan saat memilih RTOS.
• Tujuan umum Operating System (GPOS) digunakan untuk PC desktop dan laptop secara Real-Time Operating System (RTOS) hanya diterapkan pada aplikasi tertanam.
• Sistem real-time digunakan dalam sistem reservasi Maskapai Penerbangan, sistem kontrol lalu lintas udara, dll.
• Kelemahan terbesar RTOS adalah sistem hanya berkonsentrasi pada beberapa tugas.

adalah kumpulan informasi berkorelasi yang dicatat pada penyimpanan sekunder atau non-volatil seperti disk magnetik, disk optik, dan kaset. Merupakan suatu metode pengumpulan data yang digunakan sebagai media pemberian masukan dan penerimaan keluaran dari program tersebut.

Secara umum, file adalah rangkaian bit, byte, atau catatan yang maknanya ditentukan oleh pembuat dan pengguna file. Setiap File memiliki lokasi logis di mana mereka berada untuk penyimpanan dan pengambilan.