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實時操作系統(tǒng),實時操作系統(tǒng)的概念

來源:整理 時間:2023-08-22 23:43:01 編輯:智能門戶 手機版

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1,實時操作系統(tǒng)的概念

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實時操作系統(tǒng)的概念

2,實時操作系統(tǒng)的概念

所謂“實時操作系統(tǒng)”,實際上是指操作系統(tǒng)工作時,其各種資源可以根據(jù)需要隨時進行動態(tài)分配。由于各種資源可以進行動態(tài)分配,因此其處理事務(wù)的能力較強、速度較快。 應(yīng)該說,實時操作系統(tǒng)是在早期的操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,早期的操作系統(tǒng)的各種資源都是事先已經(jīng)分配好的,工作期間這些資源不能再重新進行分配。因此其處理事務(wù)的能力較差、速度較慢,現(xiàn)在則稱之為“非實時操作系統(tǒng)”。但“非實時操作系統(tǒng)”誕生時,其功能、性能等在當(dāng)時也是非常強的,人們在未認(rèn)識到更好的操作系統(tǒng)之前并不將其這樣稱呼。將來如果新的、功能更強的、實時性能更高的操作系統(tǒng)出現(xiàn),也許現(xiàn)在稱之為“實時”的操作系統(tǒng)則可能將讓位于新的“實時操作系統(tǒng)”了。從這方面講“實時操作系統(tǒng)”是一個相對的概念的。

實時操作系統(tǒng)的概念

3,如何定義實時操作系統(tǒng)

對于什么是實時系統(tǒng),POSIX 1003.b 作了這樣的定義:指系統(tǒng)能夠在限定的響應(yīng)時間內(nèi)提供所需水平的服務(wù)。而一個由 Donald Gillies 提出的更加為大家接受的定義是:一個實時系統(tǒng)是指計算的正確性不僅取決于程序的邏輯正確性,也取決于結(jié)果產(chǎn)生的時間,如果系統(tǒng)的時間約束條件得不到滿足,將會發(fā)生系統(tǒng)出錯。 實時系統(tǒng)根據(jù)其對于實時性要求的不同,可以分為軟實時和硬實時兩種類型。硬實時系統(tǒng)指系統(tǒng)要有確保的最壞情況下的服務(wù)時間,即對于事件的響應(yīng)時間的截止期限是無論如何都必須得到滿足。比如航天中的宇宙飛船的控制等就是現(xiàn)實中這樣的系統(tǒng)。其他的所有有實時特性的系統(tǒng)都可以稱之為軟實時系統(tǒng)。如果明確地來說,軟實時系統(tǒng)就是那些從統(tǒng)計的角度來說,一個任務(wù)(在下面的論述中,我們將對任務(wù)和進程不作區(qū)分)能夠得到有確保的處理時間,到達(dá)系統(tǒng)的事件也能夠在截止期限到來之前得到處理,但違反截止期限并不會帶來致命的錯誤,像實時多媒體系統(tǒng)就是一種軟實時系統(tǒng)。 一個計算機系統(tǒng)為了提供對于實時性的支持,它的操作系統(tǒng)必須對于 CPU 和其他資源進行有效的調(diào)度和管理。在多任務(wù)實時系統(tǒng)中,資源的調(diào)度和管理更加復(fù)雜

如何定義實時操作系統(tǒng)

4,實時操作系統(tǒng)是什么

實時操作系統(tǒng)(RTOS)是指當(dāng)外界事件或數(shù)據(jù)產(chǎn)生時,能夠接受并以足夠快的速度予以處理,其處理的結(jié)果又能在規(guī)定的時間之內(nèi)來控制生產(chǎn)過程或?qū)μ幚硐到y(tǒng)作出快速響應(yīng),并控制所有實時任務(wù)協(xié)調(diào)一致運行的操作系統(tǒng)。因而,提供及時響應(yīng)和高可靠性是其主要特點。實時操作系統(tǒng)有硬實時和軟實時之分,硬實時要求在規(guī)定的時間內(nèi)必須完成操作,這是在操作系統(tǒng)設(shè)計時保證的;軟實時則只要按照任務(wù)的優(yōu)先級,盡可能快地完成操作即可。我們通常使用的操作系統(tǒng)在經(jīng)過一定改變之后就可以變成實時操作系統(tǒng)。 實時操作系統(tǒng)定義 實時操作系統(tǒng)是保證在一定時間限制內(nèi)完成特定功能的操作系統(tǒng)。例如,可以為確保生產(chǎn)線上的機器人能獲取某個物體而設(shè)計一個操作系統(tǒng)。在ldquo;硬rdquo;實時操作系統(tǒng)中,如果不能在允許時間內(nèi)完成使物體可達(dá)的計算,操作系統(tǒng)將因錯誤結(jié)束。在ldquo;軟rdquo;實時操作系統(tǒng)中,生產(chǎn)線仍然能繼續(xù)工作,但產(chǎn)品的輸出會因產(chǎn)品不能在允許時間內(nèi)到達(dá)而減慢,這使機器人有短暫的不生產(chǎn)現(xiàn)象。一些實時操作系統(tǒng)是為特定的應(yīng)用設(shè)計的,另一些是通用的。一些通用目的的操作系統(tǒng)稱自己為實時操作系統(tǒng)。但某種程度上,大部分通用目的的操作系統(tǒng),如微軟的Windows NT或IBM的OS/390有實時系統(tǒng)的特征。這就是說,即使一個操作系統(tǒng)不是嚴(yán)格的實時系統(tǒng),它們也能解決一部分實時應(yīng)用問題。 實時操作系統(tǒng)的特征 1)高精度計時系統(tǒng) 計時精度是影響實時性的一個重要因素。在實時應(yīng)用系統(tǒng)中,經(jīng)常需要精確確定實時地操作某個設(shè)備或執(zhí)行某個任務(wù),或精確的計算一個時間函數(shù)。這些不僅依賴于一些硬件提供的時鐘精度,也依賴于實時操作系統(tǒng)實現(xiàn)的高精度計時功能。 2)多級中斷機制 一個實時應(yīng)用系統(tǒng)通常需要處理多種外部信息或事件,但處理的緊迫程度有輕重緩急之分。有的必須立即作出反應(yīng),有的則可以延后處理。因此,需要建立多級中斷嵌套處理機制,以確保對緊迫程度較高的實時事件進行及時響應(yīng)和處理。 3)實時調(diào)度機制 實時操作系統(tǒng)不僅要及時響應(yīng)實時事件中斷,同時也要及時調(diào)度運行實時任務(wù)。但是,處理機調(diào)度并不能隨心所欲的進行,因為涉及到兩個進程之間的切換,只能在確保ldquo;安全切換rdquo;的時間點上進行,實時調(diào)度機制包括兩個方面,一是在調(diào)度策略和算法上保證優(yōu)先調(diào)度實時任務(wù);二是建立更多l(xiāng)dquo;安全切換rdquo;時間點,保證及時調(diào)度實時任務(wù)。

6,計算機實時操作系統(tǒng)的特點是

1、在規(guī)定的時間內(nèi)完成對該事件的處理,并控制所有實時任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運行。雖然,多道批處理系統(tǒng)和分時系統(tǒng)已能獲得較為令人滿意的資源利用率和響應(yīng)時間,從而使計算機的應(yīng)用范圍日益擴大,但它們?nèi)匀徊荒軡M足以下某些應(yīng)用領(lǐng)域的需要。2、實時控制系統(tǒng),當(dāng)把計算機用于生產(chǎn)過程的控制,以形成以計算機為中心的控制系統(tǒng)時,系統(tǒng)要求能實時采集現(xiàn)場數(shù)據(jù),并對所采集的數(shù)據(jù)進行及時處理,進而自動地控制相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu),使某些(個)參數(shù)(如溫度、壓力、方位等)能按預(yù)定的規(guī)律變化,以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和提高產(chǎn)量。3、也可將計算機用于對武器的控制,如火炮的自動控制系統(tǒng)、飛機的自動駕駛系統(tǒng),以及導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)等;實時信息處理系統(tǒng),該系統(tǒng)由一臺或多臺主機通過通信線路連接到成百上千個遠(yuǎn)程終端上,計算機接收從遠(yuǎn)程終端上發(fā)來的服務(wù)請求。根據(jù)用戶提出的請求對信息進行檢索和處理,并在很短的時間內(nèi)為用戶做出正確的響應(yīng)。如:網(wǎng)上訂票,網(wǎng)上購物等。擴展資料在系統(tǒng)構(gòu)架方面,主要分為三層、設(shè)備接入層、數(shù)據(jù)平臺層以及基礎(chǔ)應(yīng)用層。其中設(shè)備接入層主要負(fù)責(zé)的是系統(tǒng)與其他設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換及命令出口。數(shù)據(jù)平臺層是系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成與處理的核心,用于處理和存儲實時的和歷史的,結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。基礎(chǔ)應(yīng)用層是針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用常用的基礎(chǔ)物可視功能,提供2D/3D圖形組態(tài)工具、可自定義格式的報表工具、執(zhí)行用戶自定義邏輯的腳本系統(tǒng),以及常用的圖表展示工具。參考資料來源:搜狗百科-實時操作系統(tǒng)
計算機實時操作系統(tǒng)的特點是提供及時響應(yīng)和高可靠性。具體實施特征如下:1)高精度計時系統(tǒng):計時精度是影響實時性的一個重要因素。在實時應(yīng)用系統(tǒng)中,經(jīng)常需要精確確定實時地操作某個設(shè)備或執(zhí)行某個任務(wù),或精確的計算一個時間函數(shù)。這些不僅依賴于一些硬件提供的時鐘精度,也依賴于實時操作系統(tǒng)實現(xiàn)的高精度計時功能。2)多級中斷機制:一個實時應(yīng)用系統(tǒng)通常需要處理多種外部信息或事件,但處理的緊迫程度有輕重緩急之分。有的必須立即作出反應(yīng),有的則可以延后處理。因此,需要建立多級中斷嵌套處理機制,以確保對緊迫程度較高的實時事件進行及時響應(yīng)和處理。3)實時調(diào)度機制:實時操作系統(tǒng)不僅要及時響應(yīng)實時事件中斷,同時也要及時調(diào)度運行實時任務(wù)。但是,處理機調(diào)度并不能隨心所欲的進行,因為涉及到兩個進程之間的切換,只能在確?!鞍踩袚Q”的時間點上進行。實時調(diào)度機制包括兩個方面,一是在調(diào)度策略和算法上保證優(yōu)先調(diào)度實時任務(wù);二是建立更多“安全切換”時間點,保證及時調(diào)度實時任務(wù)。擴展資料雖然共享數(shù)據(jù)區(qū)簡化了任務(wù)之間的信息交換,但是必須保證每個任務(wù)在處理共享共享數(shù)據(jù)時的排他性。使之滿足互斥條件的一般方法有:關(guān)中斷,使用測試并置位指令(TAS),禁止做任務(wù)切換,利用信號量。因為采用實時操作系統(tǒng)的意義就在于能夠及時處理各種突發(fā)的事件,即處理各種中斷,因而衡量嵌入式實時操作系統(tǒng)的最主要、最具有代表性的性能指標(biāo)參數(shù)無疑應(yīng)該是中斷響應(yīng)時間了。中斷響應(yīng)時間通常被定義為:中斷響應(yīng)時間=中斷延遲時間+保存CPU狀態(tài)的時間+該內(nèi)核的ISR進入函數(shù)的執(zhí)行時間。中斷延遲時間=MAX(關(guān)中斷的最長時間,最長指令時間) + 開始執(zhí)行ISR的第一條指令的時間。最大中斷禁止時間:當(dāng)RTOS運行在核態(tài)或執(zhí)行某些系統(tǒng)調(diào)用的時候,是不會因為外部中斷的到來而中斷執(zhí)行的。只有當(dāng)RTOS重新回到用戶態(tài)時才響應(yīng)外部中斷請求,這一過程所需的最大時間就是最大中斷禁止時間。參考資料來源:搜狗百科-實時操作系統(tǒng)
實時操作系統(tǒng)(RealTimeOperatingSystem,RTOS),是指使計算機能及時響應(yīng)外部事件的請求在規(guī)定的嚴(yán)格時間內(nèi)完成對該事件的處理,并控制所有實時設(shè)備和實時任務(wù)協(xié)調(diào)一致地工作的操作系統(tǒng)。實時操作系統(tǒng)要追求的目標(biāo)是:對外部請求在嚴(yán)格時間范圍內(nèi)做出反應(yīng),有高可靠性和完整性。其主要特點是資源的分配和調(diào)度首先要考慮實時性然后才是效率。此外,實時操作系統(tǒng)應(yīng)有較強的容錯能力。實時系統(tǒng)的特征:多路性、獨立性、及時性、交互性和可靠性。
操作系統(tǒng)是配置在計算機硬件上的最基本的系統(tǒng)軟件,是用于管理和控制計算機硬件和軟件資源的一組程序。
計算機操作系統(tǒng)很有意思,有時間值得研究
1、高精度計時系統(tǒng)計時精度是影響實時性的一個重要因素。在實時應(yīng)用系統(tǒng)中,經(jīng)常需要精確確定實時地操作某個設(shè)備或執(zhí)行某個任務(wù),或精確的計算一個時間函數(shù)。這些不僅依賴于一些硬件提供的時鐘精度,也依賴于實時操作系統(tǒng)實現(xiàn)的高精度計時功能。2、多級中斷機制一個實時應(yīng)用系統(tǒng)通常需要處理多種外部信息或事件,但處理的緊迫程度有輕重緩急之分。有的必須立即作出反應(yīng),有的則可以延后處理。因此,需要建立多級中斷嵌套處理機制,以確保對緊迫程度較高的實時事件進行及時響應(yīng)和處理。3、實時調(diào)度機制實時操作系統(tǒng)不僅要及時響應(yīng)實時事件中斷,同時也要及時調(diào)度運行實時任務(wù)。但是,處理機調(diào)度并不能隨心所欲的進行,因為涉及到兩個進程之間的切換,只能在確?!鞍踩袚Q”的時間點上進行。實時調(diào)度機制包括兩個方面,一是在調(diào)度策略和算法上保證優(yōu)先調(diào)度實時任務(wù);二是建立更多“安全切換”時間點,保證及時調(diào)度實時任務(wù)。擴展資料實時系統(tǒng)與分時系統(tǒng)特征的比較:(1)多路性。實時信息處理系統(tǒng)按分時原則為多個終端用戶服務(wù);而對實時控制系統(tǒng),其多路性則主要表現(xiàn)在經(jīng)常對多路的現(xiàn)場信息進行采集以及對多個對象或多個執(zhí)行機構(gòu)進行控制。(2)獨立性。實時信息處理系統(tǒng)每個終端用戶在向分時系統(tǒng)提出服務(wù)請求時,是彼此獨立的操作,互不干擾;而在實時控制系統(tǒng)中信息的采集和對對象的控制,也彼此互不干擾。(3)及時性。實時控制系統(tǒng)的及時性,是以控制對象所要求的開始截止時間或完成截止時間來確定的,一般為秒級、百毫秒級直至毫秒級,甚至有的要低于100微秒。(4)交互性。實時信息處理系統(tǒng)具有交互性,但這里人與系統(tǒng)的交互,僅限于訪問系統(tǒng)中某些特定的專用服務(wù)程序。它不像分時系統(tǒng)那樣能向終端用戶提供數(shù)據(jù)處理服務(wù)、資源共享等服務(wù)。(5)可靠性。分時系統(tǒng)要求系統(tǒng)可靠,相比之下,實時系統(tǒng)則要求系統(tǒng)高度可靠。因為任何差錯都可能帶來巨大的經(jīng)濟損失甚至無法預(yù)料的災(zāi)難性后果。參考資料來源:搜狗百科-實時操作系統(tǒng)
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