20) Особливості серед функціонування систем рч. Основні критерій систем рч
В зависимости от множества функциональных возможностей, а также от способа вызова на исполнение все модули программного обеспечения подразделяются на две среды реализации. Это среда обработки прерываний и фоновая среда.
К среде обработки прерываний относятся все программные модули, которые получают управление по некоторым сигналам аппаратных внешних прерываний. Фоновая среда характеризуется замкнутым циклом исполнения с анализом ряда условий, в соответствии с которыми и осуществляется вызов некоторых задач на исполнение.
Модули, функционирующие в среде обработки прерываний, могут получить управление, когда текущий процесс реализовал системные функции, функции математических библиотек, функции проблемных библиотек, функции других программных модулей данного приложения. В программе по прерыванию необходимо учитывать особенности программной реализации прерванного процесса. На реализацию программ в среде обработки прерываний накладываются ограничения по функциональным возможностям:
Запрещено обращение к системным функциям, модулям различных библиотек, а также процедурам своего приложения, которые не обладают свойством реентерабельности. То есть не допускают повторное обращение с прерыванием незавершённого предыдущего обращения.
В модулях по прерыванию для соблюдения корректности работы системы запрещается работа с периферийным оборудованием, драйверы которого не поддерживают свойство реентерабельности. Взаимодействие по интерфейсу с пользователем ограничено и должно предусматривать специальную реализацию программного обеспечения поддержки этого интерфейса с возможностью разделения экрана и устройств ввода между фоновой средой и средой обработки прерываний.
В фоновой среде предполагается, что на момент функционирования программы в ней процессорный ресурс свободен и свободны интерфейсы взаимодействия с устройствами и пользователями. В соответствии с этим в модуле фоновой среды разрешены все функции, доступные со стороны СПО, а также различного рода библиотек. Отсутствуют ограничения на взаимодействие с аппаратурой.
Основным модулем СПО реального времени является супервизор, который обеспечивает обработку событий реального времени и управляет множеством проблемных задач. В соответствии с организацией вычислительных процессов супервизор всегда получает управление только по сигналам прерывания: периодические сигналы таймера, асинхронные сигналы проблемных прерываний от инициативных информационных каналов, прерывания от устройств ввода команд из интерфейса пользователя.
В ряде случаев команды из интерфейса пользователя передаются в супервизор не в режиме обработки прерывания, а через фоновую среду. Таким образом, супервизор реального времени должен функционировать в среде обработки прерывания.
Модули проблемной обработки для эффективной реализации алгоритмов единой задачи используют все множество функций системных и различного рода библиотек. Кроме этого необходимо взаимодействие с внешней памятью и устройством интерфейса пользователя. Т. о. основные функции проблемного ПО должны быть реализованы задачами, которые вызываются на исполнение в фоновом режиме.
Системное ПО и проблемные задачи функционируют в разных средах, в соответствии с этим недопустимо обращение, т.е. передача управления из модулей одной среды к модулям другой среды. Т. о. супервизор не имеет возможности непосредственного вызова на исполнение любой из прикладных задач. Взаимодействие между модулями разных сред реализуется через специальные информационные структуры. Для управления вызовом проблемных задач в фоновой среде должен быть реализован фоновой модуль супервизора. Взаимодействие между основным и фоновым модулем супервизора реализуется через базу данных параметров реального времени.
Супервизор в среде обработки прерываний по результатам анализа событий реального времени принимает решение о необходимости вызова на исполнение некоторой проблемной задачи. Результатом этого является занесение требования на вызов данной задачи в базу данных параметров РВ. Фоновый модуль супервизора в замкнутом цикле сканирует значение требований на вызов проблемных задач в базе данных реального времени. При наличии требований к одной из задач фоновый модуль вызывает задачу как процедуру. После завершения работы проблемной задачи управление возвращается в фоновый модуль супервизора, который через поле внешних операций информирует супервизор о завершении работы назначенной к исполнению проблемной задачи.
Значения всех функций внешних компонент, а так же элементы вектора управления поступают в среду проблемных задач через специальную информационную структуру - поле данных информационных каналов. Для обеспечения возможности управления состояниями и параметрами задач реального времени со стороны прикладных задач супервизор поддерживает требуемую структуру поля внешних операций. Поле флагов внешних операций должно содержать и флаги обеспечивающие взаимодействие с командами интерфейса пользователя. Для реализации диалоговых операций взаимодействия супервизора с пользователем поле внешних операций дополнительно расширяется на число запросов от супервизора к пользователю и совокупность возможных ответов от пользователя к супервизору.
В ряде случаев для реализации алгоритма проблемной обработки требуется знание ряда параметров, значение которых соответствует непосредственно моменту возникновения обрабатываемого события реального времени. В этом случае в структуре супервизора РВ необходимо предусматривать возможность реализации проблемных задач в виде нескольких секций, которые размещаются в разных средах реализации.