2009 overview ИУС РВ (1185197)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ОСРВОпределение СРВ. Жесткие и мягкие СРВ. Отличие ОСРВ от ОС общего назначения.Системы разработки и системы исполнения.1. Существует несколько определений систем реального времени (СРВ), большинство изкоторых даже противоречат друг другу.Система реального времени это аппаратно-программный комплекс, реагирующий впредсказуемые времена на непредсказуемый поток внешних событийЭто означает, что:А)Система должна успеть отреагировать на событие, произошедшее на объекте, в течениевремени, критического для этого события. Величина критического времени для каждогособытия определяется объектом и самим событием, и, естественно, может быть разной, новремя реакции системы должно быть предсказано (вычислено) при создании системы.Отсутствие реакции в предсказанное время считается ошибкой для систем реальноговремени.Б)Система должна успевать реагировать на одновременно происходящие события.

Дажеесли два или больше внешних событий происходят одновременно, система должна успетьсреагировать на каждое из них в течение интервалов времени, критического для этихсобытий.Пример: Управление роботом, берущим деталь с ленты конвейера. Деталь движется, иробот имеет лишь маленькое временное окно, когда он может ее взять. Если он опоздает, тодеталь уже не будет на нужном участке конвейера, и, следовательно, работа не будет сделана,несмотря на то, что робот находится в правильном месте. Если он позиционируется раньше, тодеталь еще не успеет подъехать, и робот заблокирует ей путь.Другим примером может быть самолет, находящийся на автопилоте.

Сенсорныесерводатчики должны постоянно передавать в управляющий компьютер результаты измерений.Если результат какого-либо измерения будет пропущен, то это может привести кнедопустимому несоответствию между реальным состоянием систем самолета и информациейо нем в управляющей программе.Различают системы реального времени двух типов - системы жесткого реального времении системы мягкого реального времени.Системы жесткого реального времени не допускают никаких задержек реакции системыни при каких условиях, так как:• результаты могут оказаться бесполезны в случае опоздания,• может произойти катастрофа в случае задержки реакции,• стоимость опоздания может оказаться бесконечно велика.Примеры систем жесткого реального времени - бортовые системы управления, системыаварийной защиты, регистраторы аварийных событий.Системы мягкого реального времени характеризуются тем, что задержка реакции некритична, хотя и может привести к увеличению стоимости результатов и снижениюпроизводительности системы в целом.Пример - работа сети.

Если система не успела обработать очередной принятый пакет, этоприведет к таймауту на передающей стороне и повторной посылке (в зависимости отпротокола, конечно). Данные при этом не теряются, но производительность сети снижается.Основное отличие между системами жесткого и мягкого реального времени можновыразить так: система жесткого реального времени никогда не опоздает с реакцией на событие,система мягкого реального времени - не должна опаздывать с реакцией на событие.Все процессоры и ресурсы компьютера управляются системой программного обеспечения,которую мы называем операционной системой реального времени и, которая может бытьиспользована для построения систем жесткого реального времени.Большинство программного обеспечения ориентировано на «мягкое» реальное время, азадача СРВ – обеспечить уровень безопасного функционирования системы, даже еслиуправляющая программа никогда не закончит своей работы.ОС общего назначения, ориентированы на оптимальное распределение ресурсовкомпьютера между пользователями и задачами.

В ОСРВ главной задачей является успетьсреагировать на события, происходящие на объекте.Одно из коренных внешних отличий это четкое разграничение систем разработки исистем исполнения.Система исполнения в ОСРВ это набор инструментов (ядро, драйверы, исполняемыемодули), обеспечивающих функционирование приложения реального времени.Система исполнения в ОСРВ и компьютер, на котором она исполняется называют"целевой" системой.Система разработки - набор средств, обеспечивающих создание и отладку приложенияреального времени (компиляторы, отладчики и т.д)Характеристики ОСРВ.

Механизмы реального времени.В связи со специфичность решаемых задач, ОСРВ должна обладать определеннымисвойствами.Приблизительное время реакции в зависимости от области применения ОСРВ может бытьследующее:• математическое моделирование- несколько микросекунд• радиолокация- несколько миллисекунд• складской учет- несколько секунд- несколько минут• управление производствомВидно, что времена очень разнятся и накладывают различные требования навычислительную установку, на которой работает ОСРВ.Интервал времени - от события на объекте и до выполнения первой инструкции впрограмме обработки этого события является временем реакции системы на события.Из чего оно складывается? интервал времени - от возникновения запроса на прерывание идо выполнения первой инструкции обработчика определяется целиком свойствамиоперационной системы и архитектурой компьютера. В ОСРВ заложен параллелизм,возможность одновременной обработки нескольких событий, поэтому все ОСРВ являютсямногозадачными.

Для того, чтобы уметь оценивать накладные расходы системы при обработкепараллельных событий, необходимо знать время, которое система затрачивает на передачууправления от процесса к процессу, то есть время переключения контекста.Время перезагрузки системы. Этот параметр важен для систем, от которых требуетсянепрерывная работа.. В таких случая важным является такое свойство системы как ееживучесть при незапланированных перезагрузках. Большинство операционных системреального времени устойчивы к перезагрузкам и могут быть прерваны и перезагружены влюбое время.Вычислительные установки, на которых применяются ОСРВ, можно разделить на тригруппы: «Обычные» компьютеры. Промышленные компьютеры. Встраиваемые системы.

Устанавливаются внутрь оборудования, которым ониуправляют. Для крупного оборудования могут по исполнению совпадать спромышленными компьютерами. Для оборудования поменьше могутпредставлять собой процессор с сопутствующими элементами, размещенными наодной плате с другими электронными компонентами оборудования. Дляминиатюрных систем процессор с сопутствующими элементами может бытьчастью одной из интегральных схем оборудования.В связи с особенностями оборудования ОСРВ (промышленные компьютеры ивстаиваемые системы часто являются бездисковыми.) должны обладать следующимисвойствами:Размеры системы.

Размеры ядра и обслуживающих модулей системы должны бытьневелики.Возможность исполнения системы из ПЗУ (ROM). Система должна иметь возможностьосуществлять загрузку из ПЗУ. Для экономии места в ПЗУ часть системы может храниться всжатом виде и загружаться в ОЗУ по мере необходимости. Часто система позволяет исполнятькод как в ПЗУ, так и в ОЗУ.

При наличии свободного места в ОЗУ система может копироватьсебя из медленного ПЗУ в более быстрое ОЗУ.К дополнительным свойствам ОСРВ можно отнести следующие:Наличие необходимых драйверов устройств. Если разрабатываемая система имеетобширную периферию, то наличие уже готовых драйверов может оказать большое влияние навыбор операционной системы.Поддержка процессоров различной архитектуры. В связи с тем, что в промышленныхкомпьютерах, серверах, встраиваемых системах широко распространены процессоры разнойархитектуры с различной системой команд, ОСРВ по возможности должна поддерживать какможно более широкий ряд процессоров.Специальный кроссплатформенный инструментарий разработчика. Это связано стем, что разработка СРВ часто проводится на «обычном» компьютере, отличном поархитектуре от компьютера, на котором будет устанавливаться СРВ.

При этом ОС на этих двухкомпьютерах также может не совпадать.Механизмы реального времени.Которые в свою очередь делают СРВпредсказуемой: а) Система приоритетов и алгоритмы диспетчеризацииВ многозадачных ОС общего назначения используются, как правило, различныемодификации алгоритма круговой диспетчеризации, основанные на понятии непрерывногокванта времени ("time slice"), предоставляемого процессу для работы. Планировщик поистечении каждого кванта времени просматривает очередь активных процессов и принимаетрешение, кому передать управление, основываясь на приоритетах процессов. Приоритетымогут быть фиксированными или меняться со временем - это зависит от алгоритмовпланирования в данной ОС, но рано или поздно процессорное время получат все процессы всистеме.Алгоритмы круговой диспетчеризации неприменимы в чистом виде в операционныхсистемах реального времени. Основной недостаток - непрерывный квант времени, в течениекоторого процессором владеет только один процесс.

Планировщики же операционных системреального времени имеют возможность сменить процесс до истечения "time slice", если в этомвозникла необходимость. Один из возможных алгоритмов планирования при этом"приоритетный с вытеснением".

Мир операционных систем реального времени отличаетсябогатством различных алгоритмов планирования: динамические, приоритетные, монотонные,адаптивные и пр., цель же всегда преследуется одна - предоставить инструмент, позволяющий внужный момент времени исполнять именно тот процесс, который необходим.Б) Механизмы межзадачного взаимодействия. Другой набор механизмов реальноговремени относится к средствам синхронизации процессов и передачи данных между ними..

Ктаким механизмам относятся: семафоры, мьютексы, события, сигналы, средства для работы сразделяемой памятью, каналы данных (pipes), очереди сообщенийВ) Средства для работы с таймерами. Такие инструменты, как средства работы стаймерами, необходимы для систем с жестким временным регламентом, поэтому развитостьсредств работы с таймерами - необходимый атрибут операционных систем реального времени.Эти средства, как правило, позволяют: измерять и задавать различные промежутки времени (от 1 мкс и выше), генерировать прерывания по истечении временных интервалов, создавать разовые и циклические будильникиАрхитектура ОСРВ.

Классы ОСРВ.По своей внутренней архитектуре ОСРВ можно условно разделить на монолитные ОС, ОСна основе микроядра и объектно-ориентированные ОС.ОСРВ с монолитной архитектурой можно представить в виде Прикладного уровня: состоит из работающих прикладных процессов; Системного уровня: состоит из монолитного ядра операционной системы, в которомможно выделить следующие части:o интерфейс между приложениями и ядром (API)o собственно ядро системыo интерфейс между ядром и оборудованием (драйверы устройств).API в таких системах играет двойную роль:1. управление взаимодействием прикладных процессов и системы;2.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов учебной работы