2. Основні вимоги до систем реального часу.
Нині обов'язковою умовою, що пред'являється до ОС, що претендує на застосування в завданнях реального часу, є реалізація в ній механізмів багатозадачності. Та ж тенденція є присутньою і в ОС загального призначення. Але для СРЧ до реалізації механізмів багатозадачності пред'являється ряд додаткових, в порівнянні з системами загального призначення, вимог. Визначаються ж ці вимоги тією обов'язковою властивістю СРЧ, про яку вже говорилося, - передбачуваністю.
Загальноприйнято відділяє ОСРЧ від операційних систем загального призначення наступна умова: час реакції операційної системи при будь-яких варіантах завантаження повинен залишатися постійним. На практиці це означає високу стабільність таких характеристик системи як латентність переривань (тобто час від моменту ініціації переривання до першої команди програмного обробника), час перемикання контекстів процесів і потоків, і так далі. Також для ОСРЧ дуже важливий час вирішення конфліктів, таких як прихід низькопріоритетного і високопріоритетного переривань підряд у вказаному порядку з невеликим тимчасовим розривом. Стабільний малий час, за який управління буде передано обробникові високопріоритетного переривання, є хорошою характеристикою ОСРЧ. Проте тут необхідно відмітити такий важливий факт, що самий по собі час реакції системи не грає особливої ролі, тимчасові характеристики повинні розглядатися в контексті параметрів зовнішнього процесу. Необхідно пам'ятати, що в системах реального часу ключовими є не статистичні (середні) оцінки, а максимальні значення, оскільки перевищення часу реакції навіть в одному випадку з мільйона в завданнях жорсткого реального часу може привести до катастрофічних наслідків.
Ще одна важлива особливість операційних систем реального часу, що відділяє їх від систем загального призначення полягає в незалежності поведінки системи і її часу реакцій від кількості поточних завдань.
У більшості систем загального призначення такі параметри як час перемикання контексту потоку прямо залежить від кількості потоків в системі, в системах же реального часу такої залежності бути не повинно.
3. Промислові операційні системи реального часу.
VxWorks AE 1.1
Операційна система VxWorks побудована на принципах монолітної операційної системи. Вона реалізує досить багатий набір функцій API і підтримує пріоритетну витісняючу багатозадачність в комбінації з карусельною багатозадачністю. Має технологію захищених доменів (protected domains) що є деякими контейнерами, зі своїм адресним простором і, залежно від налаштування, видимі або не видимі один для одного. Поява захищених доменів дозволила здійснити вищу захищеність даних і коду прикладних застосувань. Іншою позитивною рисою захищених доменів, в порівнянні з класичними процесами, являється можливість установки діапазону пріоритетів, які наслідуватимуть потоками цього домена. Таким чином, компоненти системи, що не вимагають реального часу, можуть бути легко перенесені в область пріоритетів, де вони не зможуть викликати конфліктів з потоками реального часу.
QNX 6.21
Ця система будується на базі мікроядра з організованими за технологією клієнт - сервер сервісами, винесеними на рівень призначених для користувача застосувань. Мікроядро системи виступає диспетчером повідомлень, переадресовувавши системні виклики прикладних програм клієнтів до відповідних сервісів серверам і назад.
У системі QNX тільки мікроядро виконується на рівні привілеїв 0 процесора, системні сервіси (менеджери) запускаються на рівні привілеїв 1, драйвера пристроїв - 2 і призначені для користувача застосування на 3 рівні привілеїв. Подібний розподіл призводить до вищої надійності і відмовостійкості системи, оскільки при «зависанні» окремих драйверів або сервісів, вони можуть бути перезапущені без перезавантаження системи. Також в ОС QNX реалізована модель віртуальної пам'яті для кожного процесу, що забезпечує високу міру захищеності даних і коду прикладних застосувань і системи.
Проте, за високу надійність, що забезпечується розподілом рівнів пріоритетів і індивідуальним адресним простором процесів, доводиться платити тривалішим часом перемикання контекстів прикладних програм, ядра і системних сервісів.