Gerçek zamanlı işletim sistemi (RTOS): Bileşenler, Türler, Örnekler

Gerçek Zamanlı Nedir? OperaSistem (RTOS)?

A gerçek zamanlı işletim sistemi (RTOS) bir işletim sistemi Gerçek zamanlı uygulamalara hizmet etmek ve gelen verileri çoğunlukla tampon gecikmesi olmadan işlemek amacıyla tasarlanmıştır. RTOS'un açılımı gerçek zamanlı işletim sistemidir.

Gerçek zamanlı işletim sistemlerinde (RTOS), işlem süresi gereksinimleri saniyenin onda birleri cinsinden hesaplanır. Sabit zaman kısıtlamalarına sahip, zamana bağlı bir sistemdir. Bu tür bir sistemde, işlem belirtilen kısıtlamalar dahilinde yapılmalıdır. Aksi takdirde, sistem başarısız olur.

Neden RTOS kullanmalısınız?

İşte bir gerçek zamanlı işletim sistemi (RTOS) kullanmanın önemli nedenleri:

• Analitik işlemleri kritik olmayan işlemlerden ayırmanıza olanak tanıyan önceliğe dayalı planlama sunar.
• Gerçek zamanlı işletim sistemi, daha temiz ve daha küçük uygulama koduna olanak tanıyan API işlevleri sunar.
• AbstracZamanlama bağımlılıklarının ve görev tabanlı tasarımın birleştirilmesi, modüller arasındaki karşılıklı bağımlılıkları azaltır.
• Bir gerçek zamanlı işletim sistemi (RTOS), modüler görev tabanlı geliştirme ve bu sayede modüler görev tabanlı test imkanı sunar.
• Görev tabanlı API, bir görevin genellikle açıkça tanımlanmış bir rolü olduğu için modüler geliştirmeyi teşvik eder. Tasarımcıların ve ekiplerin projenin kendi bölümlerinde bağımsız olarak çalışmasına olanak tanır.
• Gerçek zamanlı işletim sistemi (RTOS), olay odaklıdır ve gerçekleşmeyen olaylar için işlem süresi harcamaz.

RTOS'un bileşenleri

Gerçek Zamanın Bileşenleri OperaZamanlama Sistemi

İşte bir gerçek zamanlı işletim sisteminin önemli bileşenleri:

Planlayıcı: Gerçek zamanlı işletim sisteminin bu bileşeni, genellikle önceliklerine göre, görevlerin hangi sırayla yürütüleceğine karar verir.

Simetrik Çoklu İşleme (SMP): Gerçek zamanlı işletim sistemi (RTOS) tarafından ele alınabilen ve böylece paralel işlemenin yapılabilmesini sağlayan çok sayıda farklı görevden oluşan bir sistemdir.

Fonksiyon Kütüphanesi: Gerçek zamanlı işletim sisteminin (RTOS) önemli bir unsuru olan fonksiyon kütüphanesi, çekirdek ve uygulama kodunu birbirine bağlayan bir arayüz görevi görür. Uygulama, istenen sonuçları üretebilmesi için isteklerini bir fonksiyon kütüphanesi kullanarak çekirdeğe gönderir.

Hafıza yönetimi: Bu unsur, sistemde her programa bellek tahsis etmek için gereklidir ve gerçek zamanlı işletim sisteminin en önemli unsurudur.

Hızlı gönderim gecikmesi: İşletim sisteminin bir görevin sonlanmasını tespit edebilmesi ile hazır bekleme kuyruğunda bulunan iş parçacığının işlemeye başlaması için geçen gerçek süre arasındaki aralıktır.

Kullanıcı tanımlı veri nesneleri ve sınıfları: Bir RTOS, C gibi programlama dillerini kullanır veya C++, bunların işleyişine göre organize edilmesi gerekmektedir.

RTOS Türleri

Gerçek zamanlı işletim sistemlerinin (RTOS) üç türü vardır:

Zor Gerçek Zamanlı

Sert bir gerçek zamanlı işletim sisteminde (RTOS), son teslim tarihi çok sıkı bir şekilde ele alınır; bu, belirli bir görevin belirtilen planlanmış zamanda yürütülmeye başlaması ve atanan süre içinde tamamlanması gerektiği anlamına gelir.

Örnek: Tıbbi yoğun bakım sistemleri, uçak sistemleri vb.

Firma Gerçek Zamanlı

Bu tür gerçek zamanlı işletim sistemlerinin de son teslim tarihlerine uyması gerekir. Ancak, bir son teslim tarihini kaçırmak büyük bir etkiye sahip olmayabilir, ancak ürün kalitesinde büyük bir düşüş gibi istenmeyen sonuçlara yol açabilir.

Örnek: Çeşitli multimedya uygulamaları.

Yumuşak Gerçek Zamanlı

Yumuşak gerçek zamanlı işletim sistemleri (RTOS), işletim sisteminden kaynaklanan bazı gecikmeleri kabul eder. Bu tür RTOS'larda, belirli bir iş için bir son tarih atanır, ancak kısa süreli bir gecikme kabul edilebilir. Dolayısıyla, bu tür RTOS'lar son tarihleri ​​yumuşak bir şekilde ele alır.

Örnek: Çevrimiçi işlem sistemleri ve hayvan fiyat teklifi sistemleri.

RTOS'ta kullanılan terimler

İşte RTOS'ta kullanılan temel terimler:

• Görev: Birbirleriyle ilişkili ve birlikte belirli bir sistem işlevselliği sağlayan görevler grubu.
• Meslek: İş, bir işlemciye atanabilen ve kaynak gerektirebilen veya gerektirmeyen küçük bir iştir.
• İşin yayınlanma zamanı: İşin yürütülmeye hazır hale geldiği zamandır.
• Bir işin yapılma süresi: Bir işin tamamlanması için geçen süredir.
• Bir işin son tarihi: Bir işin tamamlanması gereken zamandır.
• İşlemciler: Aktif kaynaklar olarak da bilinirler. Bir işin yürütülmesi için önemlidirler.
• Göreceli son tarih: Bir işin izin verilen maksimum yanıt süresine, göreceli teslim tarihi denir.
• Bir işin yanıt süresi: Bu, bir işin başlatıldığı andan işin tamamlandığı ana kadar geçen süredir.
• Mutlak son tarih: Bu, yayınlanma zamanını da içeren göreceli son teslim tarihidir.

RTOS'un özellikleri

RTOS'un önemli özellikleri şunlardır:

• Çok az bellek kaplar
• Daha az kaynak tüketir
• Tepki süreleri oldukça öngörülebilir
• Öngörülemeyen ortamlarda bile güvenilir performans sergiler.
• Çekirdek, kesintiye uğrayan görevin durumunu kaydeder ve ardından hangi görevi çalıştırması gerektiğine karar verir.
• Çekirdek, görevin durumunu geri yükler ve işlemcinin kontrolünü o göreve devreder.

RTOS seçimine ilişkin faktörler

Bir RTOS seçerken göz önünde bulundurmanız gereken temel faktörler şunlardır:

• Performans: Gerçek zamanlı işletim sistemi (RTOS) seçerken dikkate alınması gereken en önemli faktör performanstır.
• ara yazılım: Gerçek zamanlı bir işletim sisteminde ara katman yazılımı desteği yoksa, süreçlerin entegrasyonu zaman alıcı bir sorun haline gelir.
• Hatasız: RTOS sistemleri hatasız çalışacak şekilde tasarlanmıştır, bu nedenle bir görevi yerine getirirken hata oluşma olasılığı minimum düzeydedir.
• Gömülü sistem kullanımı: Gerçek zamanlı işletim sistemlerinin (RTOS) programları boyut olarak küçüktür, bu nedenle RTOS yaygın olarak kullanılır. gömülü sistemler.
• Maksimum kullanım: Bir gerçek zamanlı işletim sistemi (RTOS), sistem kaynaklarından maksimum düzeyde yararlanmanıza yardımcı olur.
• Görev kaydırma: Görevler arasındaki geçiş süresi çok kısa.
• Benzersiz özellikler: İyi bir gerçek zamanlı işletim sistemi (RTOS), komutları nasıl yürüttüğü ve sistemin belleğini ne kadar verimli koruduğu gibi ek özellikler sunmalı ve bu özelliklere sahip olmalıdır.
• 24/7 performans: Gerçek zamanlı işletim sistemleri (RTOS), 7/24 çalışması gereken uygulamalar için idealdir.

GPOS ve RTOS arasındaki fark

Gerçek Zamanlı Uygulamalar OperaZamanlama Sistemi

Gerçek zamanlı sistemler şu alanlarda kullanılır:

• Havayolu rezervasyon sistemleri.
• Hava trafik kontrol sistemleri.
• Anında güncelleme sağlayan sistemler.
• Hisse senedi fiyatları hakkında güncel ve anlık bilgi sağlayan herhangi bir sistem.
• RADAR gibi savunma uygulama sistemleri.
• Ağ bağlantılı multimedya sistemleri.
• Komuta kontrol sistemleri.
• İnternet üzerinden telefon görüşmesi.
• Kilitlenmeyi önleyici fren sistemleri.
• Kalp pili.

RTOS'un dezavantajları

İşte gerçek zamanlı işletim sistemi (RTOS) kullanmanın dezavantajları:

• Bir gerçek zamanlı işletim sistemi (RTOS), aynı anda minimum sayıda görevi çalıştırır ve yalnızca hata içeren uygulamalara odaklanarak bunların çalışmasını engeller.
• Gerçek zamanlı işletim sistemleri (RTOS) birkaç göreve odaklanır. Bu nedenle, bu sistemlerin çoklu görev yapması gerçekten zordur.
• Gerçek zamanlı işletim sistemlerinin (RTOS) kesinti sinyallerine hızlı yanıt verebilmesi ve böylece hızını koruyabilmesi için özel sürücülere ihtiyaç duyulmaktadır.
• Gerçek zamanlı işletim sistemleri (RTOS) çok fazla kaynak tüketir, bu da sistemi pahalı hale getirir.
• Önceliksiz görevler uzun süre beklemek zorunda kalabilir, çünkü gerçek zamanlı işletim sistemi (RTOS) yürütülen programların doğruluğuna öncelik verir.
• Gerçek zamanlı işletim sistemlerinde görevler arasında minimum düzeyde geçiş yapılır.
• Anlaşılması zor, karmaşık algoritmalar kullanıyor.
• Gerçek zamanlı işletim sistemleri (RTOS) çok fazla kaynak tüketir ve bu durum bazen sistem için uygun olmayabilir.

SSS