- •Системы реального времени
- •Глава 1 Виды и стандарты осрв………………………….……………...…7
- •Глава 2 Аппаратная реализация осрв……………………………………61
- •Глава 3 Многопоточность осрв……………………………………………87
- •Глава 4 Языки программирования и работа с файлами в осрв……103
- •Глава 1. Виды и стандарты осрв.
- •1.1. Общие характеристики осрв
- •Гарантированное время отклика.
- •1.2. Технические параметры осрв
- •1.3. Особенности систем реального времени.
- •1.4. Распределение задач по времени (планирование выполения).
- •2. Операционные системы реального времени
- •2.1. Стандарты осрв
- •3. Осрв
- •3. 1 Краткие характеристики различных осрв
- •3.2. Windows nt – осрв?
- •Глава 2. Аппаратная реализация осрв.
- •1.Аппаратурная среда.
- •Типы компьютеров, применяемых в срв;
- •“Обычные” компьютеры
- •Промышленные компьютеры
- •Рабочие станции
- •2. Кросс-системы
- •Модель оперативной памяти
- •Модель процессора
- •Модель времени
- •Модель системы прерываний
- •Модель системы ввода/вывода
- •Устройство связи с объектом
- •3. Методы и средства обработки асихронных событий.
- •Глава 3. Многопоточность осрв.
- •Концепция процесса многозадачности.
- •Ядро операционной системы реального времени.
- •Основные службы ядра ос.
- •Дополнительная синхронизация: переменные-условия
- •Адресация
- •Длина сообщения
- •Глава 4. Языки программирования и работа с файлами в осрв.
- •1.Языки программирования систем реального времени.
- •1.2. Модула-2.
- •2.Асинхронный файловый ввод-вывод.
Глава 1. Виды и стандарты осрв.
1.1. Общие характеристики осрв
ОСРВ – это операционные системы, для которых характерно:
Высокий уровень готовности: Обеспечение высокого уровня готовности необходимо для обеспечения функционирования самой СРВ. В архитектуре и при реализации ОС надо учесть следующие факторы: Отсутствие виртуальной памяти: Виртуальная память (файл подкачки) должна быть выключена или отсутствовать. Любое обращение к дискам непредсказуемо увеличивает время реакции системы. Отсутствие сети (непосредственное использование протоколов): Сетевое окружение не должно содержать служб имен, периодических опросов узлов и других источников периодических событий. Единственным допустимым трафиком должны быть передаваемые данные. Любое непредусмотренное сообщение по сети от служб сервиса или повтор при коллизии ведет к задержкам в системе. Система должна предоставлять пользователю расширенные возможности по работе с прерываниями Система должна позволять пользователю выполнять все требуемые операции внутри обработчика прерывания; устанавливать приоритет прерываний; аппаратно блокировать неиспользуемые прерывания. Правильное программирование приоритетов прерываний позволяет свести к минимуму возможные потери информации или исключить их полностью. Система регистрации должна писать на виртуальный диск Регистрация данных - один из основных процессов в технологических системах. Для исключения задержек при записи необходимо писать в память или ставить дисковые контроллеры со специальным кэшем, позволяющем "демпфировать" неравномерную скорость потока и задержки при сбросе информации на диски.
Гарантированное время отклика.
Ограниченность ресурсов памяти. Данная характеристика определяется аппаратными особенностями ПК, на котором функционируют СРВ. Они подробно рассмотрены в п.2 данного пособия. ОС часто работает на бездисковом компьютере и осуществляет начальную загрузку из ПЗУ, часть системы хранится в сжатом виде и подгружается по мере необходимости; может исполнять код как в ОЗУ, так и в ПЗУ и копировать себя из медленного ПЗУ в быстрое ОЗУ при наличии свободного места.
Невысокая производительность: Обеспечение высокой производительности не ставится во главу. СРВ – это небыстрая система, гораздо важнее гарантировать время выполнения.
Наличие средств автомониторинга. СРВ обеспечивают бесперебойную работу жизненно важных систем, поэтому, если возникает сбой или выполняются какие-то нелегальные операции, ОС должна их диагностировать, при необходимости блокировать программу или изолировать друг от друга приложения, инициировать восстановление и защиту других программ либо самой системы.
Поддержка различного специального оборудования. В соответствии с определением, СРВ управляет различным оборудованием. Связь системы с объектом обеспечивают периферийные контроллеры, таймеры.
Существование системы исполнения и системы разработки. Системы разработки - набор средств, обеспечивающих создание и отладку приложений реального времени; Системы исполнения - набор средств, обеспечивающих функционирование приложения реального времени. Размер системы исполнения обычно невелик.