Операционные системы реального времени, определение, назначение, особенности.

Операционные системы реального времени (ОСРВ) предназначены для управления объектами и процессами. Отсюда вытекают особенности ОСРВ, ведь в состав аппаратного обеспечения входит большое количество специфического оборудования, его называют устройства связи с объектом (УСО). Это АЦП, ЦАП, различного рода датчики, усилители.

Современная АСУ ТП – это система реального времени, работающая под управлением операционной системы реального времени.

Системой реального времени (СРВ) называется аппаратно-программный комплекс, реагирующий в течение предсказуемого времени на непредсказуемый поток внешних событий.

Это определение означает следующее. Во-первых, система должна успеть отреагировать на событие, произошедшее на объекте, в течение времени, критического для этого события. Критическое время для каждого события определяется объектом и самим событием и, естественно, может быть разным, но время реакции системы должно быть предсказано (вычислено) при создании системы. Отсутствие реакции в течение предсказанного времени считается ошибкой для СРВ. Во-вторых, система должна успевать реагировать на одновременно происходящие события. Если два или несколько внешних событий происходят одновременно, ей нужно успеть среагировать на каждое из них в течение интервалов времени, критических для этих событий.

Принято различать операционные системы «жесткого» и «мягкого» реального времени (в англоязычной литературе упоминаются "soft real-time systems" и "hard real-time systems". Термин hard означает, что время отклика (LT - latency time) жестко задано, т.е. является константой: LT=const. Мягкая (soft) система реального времени (RTS - real-time system) может изменять LT: LT=variable. Это увеличивает эффективность RTS, манипулирующей процессами с различными приоритетами.

Системы жесткого реального времени не допускают никаких задержек реакции системы ни при каких условиях:

1. в случае опоздания результаты окажутся бесполезными;

2. в случае задержки реакции может произойти катастрофа;

3. стоимость опоздания может оказаться бесконечно велика.

К системам жесткого реального времени относятся бортовые системы управления, системы аварийной защиты, регистраторы аварийных событий.

Системы мягкого реального времени характеризуются тем, что задержка реакции не критична, хотя и может привести к увеличению стоимости результатов и снижению производительности системы в целом. Примером может служить работа сети. Если система не успеет обработать очередной принятый пакет, это приведет к вынужденному перерыву на передающей стороне и, например, повторной посылке. Данные при этом не теряются, но производительность сети снижается.

Основное различие между системами жесткого и мягкого реального времени можно сформулировать так: если система жесткого реального времени никогда не опоздает с реакцией на событие, то система мягкого реального времени не должна опаздывать с реакцией на событие.

Назовем операционной системой реального времени такую систему, которая может быть использована для построения систем жесткого реального времени.

"Система реального времени - это такая система, корректность работы которой зависит не только от выполнения неких заданий и правильности принятых решений, но и от времени их выполнения или принятия. Если временные параметры задания нарушены - оно считается невыполненным. Следовательно, сама система должна иметь гарантированные временные параметры, т.е. поведение системы должно быть предсказуемым ".

Дата добавления: 2015-08-02