Классификация срв

Проводится по последствиям

1. Системы жесткого реального времени. Это ситема, где задержка приводит к катастрофическим последствиям

2. Системы с твердым реальным временем. Приводит к недопустимым снижениям производительности – сотовая связь

3. Системы мягкого реального времени. Системы, где задержка приводит к исходному состоянию до события – базы данных.

Операционные системы-системы необходимые для функционирования реальных систем. Общие принципы построения О систем. Цель оптимальное распределение ресурсов между прикладными задачами. Ресурсы можно разделить на аппаратные: время процессора, прерывание, память. Программные ресурсы: программный код, данные, сообщения. Все остальные задачи будем называть прикладными, а задачи для выполнения О системы – системными.

Ядро операционной системы – модуль для управления прикладными задачами. Ядро, избавленное от всех функций кроме прикладных – микроядро. Для взаимодействия с операционными устройствами необходимы программы переводящие язык понятный устройством в язык понимаемый ядром – драйверы.

ОС предоставляет прикладным набор сервисов необходимый для их функционирования. Этот набор функций - API

Прикладные задачи

ОС

API

ядро

драйверы

Аппаратная часть

Кроме того в состав ОС должна входить хоть какая то оболочка для управления.

Наша ос является идеальной для перехода на иную аппаратную платформу, масштабируемости и донаписания ПО. Такая программа имеет проблемы быстродействия, так как приходится взаимодействовать между модулями. Для его повышения в состав единого модуля ядра включают основные драйверы устройств и прикладные программы. Такая ОС обладает ограниченной переносимостью и масштабируемостью, но она более быстродейственная. Ядра таких ОС называются монолитными. В реальности обычно не встречаются в чистом виде микро ядер, и монолитных ядер.

ОС общего назначения и реального времени и их отличия.

Для разных задач критерий оптимальности различен. Для системы реального времени это результат в срок. Как правило, там работает несколько задач выработка управляющего воздействия. Интерфейс с оператором, ведение логов итд. По-прежнему действует система приоритетов. Если у задачи отобрать ресурс и дать более приоритетной то результаты могут быть потеряны и это приводит к уменьшению коэффициента полезного действия. Таким образом, сделаем вывод о критерии оптимальности для системы РВ – выполнение критических задач в срок. Для систем общего назначения недопущение траты ресурсов.

Операционная общего назначения

1

0

событие

реального времени

сразу передача ресурса процессу с приоритетом 0

1

0

событие

1. Основное отличие в алгоритме управления задачами.

2. Четкое разграничение в СРВ средств разработки и средств исполнения.

3. Средство разработки в СРВ позволяет распределять ресурсы между процессами.

Механизмы для СРВ.

1. Система приоритетов и алгоритм распределения ресурсов между задачами.

Алгоритм планирования чаще всего круговое планирование на основе неизменного кванта времени. Планировщик рассматривает список и определяет, кому передать ресурс. Приоритеты могут быть постоянны или динамические, но ресурс рано или поздно получат все. В системах РВ в чистом виде не применяются, так как в течение кванта времени к ресурсу имеет доступ только 1 процесс, а необходима возможность сменить пользователя ресурса – механизм приоритетный с вытеснением. (Общего назначения не обладают вытеснением вообще)

Алгоритм планирования циклический с приоритетом. Алгоритм гарантирует, что ресурс перейдет к процессу с наивысшим приоритетом. Если активная задача имеет не высший приоритет, то ресурс отбирают и отдают тому, у кого приоритет больше. Механизм первый пришел, первый ушел для равного приоритета (ФИФО). Для более справедливого распределения ресурса среди равных задач пользуется ФИФО с приоритетом. Есть кванты времени и можно выполняться только 1 квант времени подряд.

Аддитивный алгоритм при использовании СРВ этот алгоритма приоритет задачи после получения кванта времени уменьшается на 1. Если задача простаивает квант или более ей возвращают ее приоритет.

2. Механизмы межзадачного взаимодействия. Набор средств синхронизации и задач и средства для связи между собой.

   1. Семафоры

   2. Мьютексы

   3. События

   4. Сигналы

   5. Средства работы с разделяемой памятью.

а. задающий кол во задач имеющих доступ к некоторому ресурсу. У каждого семафора есть счетчик и очередь. Семафоры бывают двоичными и счетными. Двоичный семафор для защиты ресурса, который может использовать только 1 задача имеет 2 значения свободен/занят. Счетный для ресурса, который могут использовать несколько задач и принимает значении от 0 до n.

Классификация систем РВ

1. По истории развития

   1. Традиционные СРВ (ПИЭСОС, КУИНИКС, ВЭИКСВОРКС)

   2. Расширения реального времени для Windows NT

   3. Расширения реального времени для Unix

2. По структуре системы РВ

   1. С монолитной структурой

   2. На основе микро ядра

   3. Объектно – ориентированные СРВ.

Основные параметры для СРВ

1. Параметры производительности

2. Параметры подсистемы исполнения

3. Параметры подсистемы разработки

1. Определяется путем тестов задержка переключения задачи, задержка прерывания, время создания и удаления задачи, мах количество задач и др.

2. Качественно оцениваемые особенности архитектуры, влияющие на ее производительность и

3. Определяют удобство скорость и качество разработки приложений.

Ohapkin.ru\rtos.html

Лекция 7.10.2011

Функции устройств ввода вывода

Структура простейшего устройства:

При обращении селектор адреса определяет к кому было обращение

Классификация устройств ввода вывода выделяет 3 группы устройств

1. Устройства интерфейса пользователя. Пользователь по нему выдает и получает информацию.

2. Устройства ввода вывода для длительного хранения информации – внешняя память.

3. Таймерные устройства могут быть встроенные в микропроцессорную архитектуру. Устройства для работы с аналоговыми сигналами.

Некоторые особенности функционирования ЦП и памяти.

Адресация операндов.

1. Непосредственная

2. Прямая

3. Регистровая – операнд во внутреннем регистре процессора

4. Косвенная – во внутреннем регистре, а его адрес в оперативной памяти

5. Автоинкриментная – последовательные адреса памяти.

Самая быстрая регистровая.

Сегментирование памяти.

Есть 2 типа регистров: сегментный, а второй регистр указатель.

Сегментный определяет адрес начала сегмента, а второй несет адрес смещения адрес внутри сегмента.

Исполнительный регистр смещен на 4 бита вправо.

Механизм получения адреса.

В сегментом регистре хранятся коды таблицы дискриптора сегмента.

Таблица содержит базовый адрес сегмента и служебные атрибуты базовый адрес имеет 24 разряда что позволяет адресовать 16 мб памяти.Сумматор прибавляет смещение к базовому адресу и получает физический, исполнительный адрес.

Блок сегментации – вычисляется адрес сегмента. Из эффективного адреса и из таблицы дискриптора.

Блок страничной переадресации - переводит адрес в физический страничный.