Модуль 2. Системы реального времени

2.1. Введение. Основные характеристики и классификация систем реального времени.

Область применения систем реального времени. Основные характеристики систем реального времени (RT). Системы жесткого RT и мягкие RT системы.

2.2. Операционные системы реального времени. Архитектурные решения. Характеристики и примеры.

Операционные системы и среды реального времени. Область применения. Аппаратные платформы операционных систем RT. Классификация RT операционных систем. Варианты построения ядер RT. Примеры и характеристики операционных систем реального времени.

2.3. Выполнение системных операций в режиме реального времени. Диспетчеризация процессов. Распределение памяти.

Понятие сложности операций, примеры. Особенности реализации мультипрограммного режиме работы RT операционных систем. Дисциплины диспетчеризации процессов в операционных системах реального времени. Распределение памяти в системах реального времени. Методы распределения памяти с константной сложностью системных операций.

2.4. Структура и проектирование управляющих программ реального времени.

Идентификация процессов при проектировании RT систем. Представление управляющих программ в виде конечных автоматов. Обеспечение надежности и безопасности управляющих программ.

Основная литература к модулю 2: [1]

Дополнительная литература к модулю 2: [12], [13].

Контрольные вопросы к модулю 2. Системы реального времени

1. По какому признаку можно разделить «мягкие» и «жесткие» системы реального времени?

2. Какие методы диспетчеризации процессов допустимы для использования в системых реального времени?

3. Приведите примеры и характеристики операционных систем реального времени.

4. В чем заключается особенность монолитных систем реального времени?

5. Оправдано ли использование многонитевой структуры процессов в системах реального времени? Почему?

6. Перечислите основные параметры, отличающие системы реального времени от «обычных» программных систем.

7. В чем заключаются особенности выполнения системных вызовов в операционных системах реального времени?

8. Какие методы распределения памяти применяются в операционных системах реального времени?

9. В чем заключается отличие ядер реального времени от монолитных ОС реального времени?

10. Что обозначает термин «кросс-разработка» (cross-development)?

11. Может ли управляющая программа рассматриваться в виде конечного автомата?

12. В чем заключается событийная модель управления и как это сказывается на структуре управляющих программ?

13. Объясните термины «самотестируемая программа» и «самопроверяемая программа».

14. На конкретных примерах продемонстрируйте приемы, приводящие к созданию самопроверяемых программ.

15. Что подразумевается под термином «безопасность» в контексте управляющих программ?

16. Что называется «состоянием защитного отказа»? Какие действия или события приводят к переходу программы в это состояние?

17. Опишите методы создания безопасного программного обеспечения на базе небезопасных компонентов.

18. Как используется дублирование функций в управляющих система?

19. Что называется «принятием решения по мажоритарному принципу»? Как может такой прием использоваться в управляющих системах?

20. Опишите методы, позволяющие организовать диагностику предотказных состояний программного обеспечения.