ЛЕКЦИЯ ОТ 20.08.12

СРВ - это аппаратно-программный комплекс, реагирующий в предсказуемое время на непредсказуемый поток внешних событий.

Лекция №1 от 6.09.12

Где используются системы реального времени? Космическая промышленность, духовые шкафы (современные) и т.д.

Все что связано с микропроцессорами. Морозильные камеры, датчики движения, кардиостимуляторы и т.д. Гаджеты рабочего стола работают в режиме реального времени.

Для создания СРВ нужна ОС.

Есть СРВ от которых зависят жизни людей, от некоторых нет.

Предсказуемость (детерминированность) – главное свойство СРВ.

СРВ бывают 2х видов:

1. Системы жесткого реального времени, от которой зависит жизнь человека.

Не допускается никаких задержек реакции системы, ни при каких условиях, т.к.:

a. может произойти катастрофа в случае задержки реакции

b. результаты могут оказаться бесполезными в случае опоздания

c. стоимость опоздания может оказаться бесконечно большой.

Максимальная задержка 100 мсек.

2. Системы мягкого реального времени

Характеризуется тем, что задержка реакции не критична, хотя и может привести к увеличению стоимости результатов и снижению производительности системы в целом.

Подсистемы реального времени:

1. Контролируемая подсистема, которая диктует требования в реальном масштабе времени.

2. Контролирующая подсистема, которая управляет некоторыми вычислениями и связью с оборудованием для использования от управляющей подсистемы.

3. Подсистема оператора (операционная подсистема). Контролирует полную деятельность системы.

Взаимосвязь между контролируемой и контролирующей подсистемами осуществляется с помощью программного интерфейса (датчики, привод, ПО).

Взаимодействие контролирующей подсистемы с операционной происходит с помощью машинного интерфейса, т.е. взаимодействия человека с машиной.

Но любая СРВ работает под управлением ОС РВ.

ОС РВ – ОС, которая может быть использована для построения системы жесткого РВ.

 

ОС бывают:

1. Реального времени (Symbian, Android, iOS) никогда не бывают многопользовательскими, иначе для них это минус, аппаратура всегда конкретна для каждого устройства. Четкое разграничение между разработчиком и системой исполнения.

2. Общего назначения (Windows, Linux, Mac и т.д.) всегда многопользовательские, не требовательны к аппаратуре.

ОС- это комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые выступают, как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами и предназначены для эффективного использования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений.

 

Архитектуры ОС

1. Микроядерная . Микроядро - минимальная стержневая часть ОС, содержащая основные модули и переносимые расширения.

Типы сдвигов, которые обеспечивает микроядро:

a. управление виртуальной памятью

b. управление вводом\выводом и прерыванием

c. управление заданиями и потоками

d. сервисы набора процессора

e. межпроцессорные коммуникации

Микроядро должно быть наполнено:

a. системой управления файлам

b. поддержкой внешних устройств

c. программой и интерфейсом традиционным и нетрадиционным

2. Монолитная. Является прямой противоположностью микроядерной. Многоуровневая имеет модульную структуру, трудно удалить\выделить один из уровней системы.

Проблемы:

1. Т.к. функции микроядра работают в едином адресном пространстве, то возникает опасность конфликта между различными частями ядра, сложность подключения новых драйверов.

3. Объектно-ориентированная. Интерфейса между приложениями и ядром нет. Взаимодействие осуществляется с помощью вызова функции записи на одном языке (обычно С++), то это обеспечивает максимальную скорость системы вызовов.

Достоинства:

a) Легкая модернизация для кодов

b) Возможность повторного использования программных кодов

c) Фактическое равноправие всех компонентов системы

d) Дает переключение в любой момент

e) Все компоненты ОС должны быть загружены в оперативную память

Недостатки: сложность реализации

Всем присуще: ядро, загрузчик, командный процессор, драйверы устройств, интерфейс.

Схема ОС на основе микроядра

 

Схема монолитной ОС

 

Преимущества микроядерной ОС перед монолитной:

1. Каждый компонент системы представляет собой самостоятельный процесс

2. Запуск и оостановка компонента не отражается на работоспособности процессов

 

Достоинства монолитной:

1. Производительность высокая (достигается за счет значительных частей написанных на языке Assembler)

 

Схема объектно-ориентированной ОС