1.4. Структура срв

Системы реального времени (рис. 2) – это параллельные системы с времен­ными ограничениями.

исполнительные механизмы

Рис. 2. Система реального времени

Системы реального времени часто очень сложны, так как их работа связана с многочисленными независимыми потоками входных событий и продуцированием различной выходной информации. Частота поступления событий обычно непредсказуема. Нередко нельзя предугадать и порядок поступления событий. Кроме того, вход­ная нагрузка может с течением времени значительно и неожиданно изменяться. Величина и сложность ПО варьируются от нескольких сотен строк ассемблера или C до 20 миллионов строк Ada для Космической Станции.

Основные требования к срв и их особенности

• Гарантируемое время ответа - мы должны с достоверностью предсказать время ответа системы в самом худшем случае; эффективность важна, но предсказуемость - существеннее

• Параллельный контроль над отдельными компонентами системы - устройства работают параллельно в реальной жизни;

• Реализация СРВ в виде распределенных систем;

• необходимо реагировать на различные типы внутренних и внешних событий (периодических и непериодических).

• Чрезвычайные требования к надежности и безопасности

• Взаимодействие с внешней средой, часто со специальными аппаратными средствами. Как правило, система реального време­ни осуществляет такое взаимодействие без участия человека.

• Система реального времени часто является частью более крупной программно-аппаратной системы, т.е. являются встраиваемыми системами.

• Программное обеспечение систем реального времени состоит из приложения реального времени, операционной системы реального времени и, возможно, дополнительного системного ПО: коммуникационных программ, программ промежуточного слоя или драйверов специальных устройств.

1.4.1. Ос

Операционные сис­темы делятся на два класса — операционные системы общего назначе­ния (General Purpose Operation Systems — GPOS) и операцион­ные системы реального времени (Real Time Operation Systems — RTOS).

Основная задача операционных систем общего назначения — эф­фективное разделение ресурсов ЭВМ (таких как процессорное время, оперативная память и т. п.) между несколькими одновре­менно выполняющимися программами.

А операционные системы реального времени (ОСРВ) разрабатыва­ются в расчете на наличие внешних источников данных. Основ­ная задача ОСРВ — своевременно обработать запрос, все ос­тальные аспекты функционирования ЭВМ отходят на второй план.

1.4.2. Основные архитектурные решения ос

Все ОСРВ сегодня являются многозадачными системами. Задачи делят между собой ресурсы вычислительной системы, в том числе и процессорное время.

По своей внутренней архитектуре ОСРВ можно условно разделить на монолитные ОС, ОС на основе микроядра. Графически различия в этих подходах иллюстрируются рисунками 1,2.

1.4.3. Основные концепции ос

В процессе эволюции возникло несколько важных концепций, которые стали неотъемлемой частью теории и практики ОС.

Прерывания

Прерывание (hardware interrupt)  событие, генерируемое внешним (по отношению к процессору) устройством. Посредством аппаратных прерываний аппаратура либо информирует центральный процессор о том, что возникло какое‑либо событие, требующее немедленной реакции (например, пользователь нажал клавишу), либо сообщает о завершении асинхронной операции ввода‑вывода (например, закончено чтение данных с диска в основную память). Важный тип аппаратных прерываний  прерывания таймера, которые генерируются периодически через фиксированный промежуток времени. Прерывания таймера используются операционной системой при планировании процессов.