Adakah Linux sistem masa nyata atau sistem pengendalian perkongsian masa?

µC/OS, FreeRTOS, RT-Thread, dan ThreadX yang sering kami kongsikan semuanya adalah sistem pengendalian masa nyata (RTOS), jadi sesetengah pembaca mungkin bertanya: Apakah itu sistem pengendalian perkongsian masa? Adakah Linux dianggap sebagai sistem pengendalian masa nyata?

Sistem Operasi Masa Nyata (RTOS)

RTOS, nama penuhnya ialah Sistem Pengoperasian Masa Nyata, yang kami panggil sistem pengendalian masa nyata.

1. Definisi sistem pengendalian masa nyata Sistem pengendalian masa nyata (RTOS) ialah sistem yang boleh menerima dan memproses peristiwa atau data luaran dengan cepat apabila ia dijana hasil pemprosesan boleh mengawal proses pengeluaran atau pemprosesan sistem dalam masa yang ditetapkan. Bertindak balas dengan cepat dan menyelaraskan pelaksanaan semua tugas masa nyata.

Oleh itu, ciri utama sistem pengendalian masa nyata adalah untuk memberikan respons yang tepat pada masanya dan kebolehpercayaan yang tinggi.

Sistem pengendalian masa nyata terbahagi kepada dua jenis: masa nyata keras dan masa nyata lembut Sistem masa nyata keras memerlukan operasi mesti diselesaikan dalam masa yang ditetapkan, yang dijamin semasa reka bentuk sistem pengendalian. .

Sistem masa nyata yang lembut hanya perlu menyelesaikan operasi secepat mungkin mengikut keutamaan tugas. Sistem pengendalian yang biasa kami gunakan boleh menjadi sistem pengendalian masa nyata selepas pengubahsuaian tertentu.

Sistem pengendalian masa nyata ialah sistem pengendalian yang menjamin penyiapan fungsi tertentu dalam had masa tertentu. Sebagai contoh, sistem pengendalian boleh direka bentuk untuk memastikan bahawa robot pada barisan pengeluaran boleh mengakses objek. Dalam sistem pengendalian masa nyata "keras", jika pengiraan untuk menjadikan objek boleh dicapai tidak dapat diselesaikan dalam masa yang dibenarkan, sistem pengendalian akan ditamatkan dengan ralat.

Dalam sistem pengendalian masa nyata yang "lembut", barisan pengeluaran masih boleh terus berfungsi, tetapi pengeluaran produk akan diperlahankan kerana produk tidak boleh sampai dalam masa yang dibenarkan, yang menyebabkan robot mempunyai tempoh yang singkat daripada bukan pengeluaran. Sesetengah sistem pengendalian masa nyata direka untuk aplikasi tertentu, yang lain adalah untuk tujuan umum.

Sesetengah sistem pengendalian tujuan umum memanggil diri mereka sebagai sistem pengendalian masa nyata. Tetapi pada tahap tertentu, kebanyakan sistem pengendalian tujuan umum, seperti Windows NT Microsoft atau OS/390 IBM, mempunyai ciri sistem masa nyata. Walaupun begitu, Walaupun sistem pengendalian bukan sistem masa nyata, mereka boleh menyelesaikan beberapa masalah aplikasi masa nyata.

2. Ciri-ciri sistem pengendalian masa nyata
1) Berbilang tugas
2) Ada keutamaan benang
3) Pelbagai tahap gangguan

Sistem pengendalian terbenam kecil selalunya memerlukan sistem pengendalian masa nyata, dan kernel mesti memenuhi keperluan sistem pengendalian masa nyata.

3. Konsep berkaitan sistem pengendalian masa nyata
(1) Konsep asas
Bahagian kritikal kod: merujuk kepada kod yang tidak boleh dibahagikan semasa pemprosesan. Sebaik sahaja bahagian kod ini mula dilaksanakan, tiada gangguan dibenarkan

Sumber: Mana-mana entiti yang diduduki oleh tugas

Sumber yang dikongsi: Sumber yang boleh digunakan oleh lebih daripada satu tugas

Tugas: juga dipanggil benang, adalah program yang mudah. Setiap tugas diberi keutamaan tertentu, mempunyai set daftar CPU sendiri dan ruang tindanan sendiri. Biasanya, setiap tugasan ialah gelung tak terhingga dan setiap tugasan berada dalam lima keadaan berikut: keadaan tidur, keadaan sedia, keadaan berjalan, keadaan digantung dan keadaan terganggu

Penukaran tugas: Simpan keadaan semasa tugasan yang sedang dijalankan (semua kandungan dalam daftar CPU) dalam kawasan tindanan tugas itu sendiri, dan kemudian muat semula keadaan semasa tugasan seterusnya yang akan dijalankan daripada tindanan tugasan ke dalam Daftar CPU dan mula menjalankan tugas seterusnya

Kernel: Bertanggungjawab untuk menguruskan pelbagai tugas, memperuntukkan masa CPU untuk setiap tugas, dan bertanggungjawab untuk komunikasi antara tugas. Terbahagi kepada teras yang tidak boleh dipisahkan dan teras yang boleh dilucutkan

Penjadualan: Salah satu tanggungjawab utama kernel adalah untuk menentukan giliran tugas yang akan dijalankan. Secara amnya berdasarkan kaedah penjadualan keutamaan;

(2) Soalan tentang keutamaan
Keutamaan tugas: Ia terbahagi kepada keutamaan statik yang keutamaannya tidak boleh diubah dan keutamaan dinamik yang keutamaannya boleh diubah

Penyongsangan Keutamaan: Masalah penyongsangan keutamaan ialah masalah yang paling biasa dalam sistem masa nyata. Peruntukan sumber yang dikongsi boleh menyebabkan tugas keutamaan rendah dijalankan dahulu dan tugas keutamaan tinggi dijalankan kemudian. Penyelesaiannya adalah dengan menggunakan algoritma "warisan keutamaan" untuk menukar keutamaan tugas buat sementara waktu untuk mengekang penyongsangan keutamaan.

(3) Saling eksklusif
Walaupun kawasan data yang dikongsi memudahkan pertukaran maklumat antara tugas, setiap tugas mesti dijamin eksklusif dalam memproses data yang dikongsi. Kaedah umum untuk memenuhi syarat pengecualian bersama termasuk: mematikan gangguan, menggunakan arahan ujian dan set (TAS), melarang penukaran tugas dan menggunakan semafor.

Oleh kerana kepentingan menggunakan sistem pengendalian masa nyata adalah untuk dapat mengendalikan pelbagai peristiwa yang tidak dijangka tepat pada masanya, iaitu, untuk mengendalikan pelbagai gangguan, parameter indeks prestasi yang paling penting dan mewakili untuk mengukur operasi masa nyata terbenam. sistem sudah pasti menjadi tindak balas gangguan Sudah tiba masanya. Masa tindak balas gangguan biasanya ditakrifkan sebagai:

Masa tindak balas gangguan = masa tunda gangguan + masa untuk menyimpan keadaan CPU + masa pelaksanaan fungsi kemasukan ISR kernel.

Masa kelewatan interrupt = MAX (masa maksimum untuk mematikan gangguan, masa arahan maksimum) + masa untuk mula melaksanakan arahan pertama ISR.

Sistem Operasi Perkongsian Masa (TSOS)

TSOS, nama penuh bahasa Inggeris ialah Sistem Operasi perkongsian masa, iaitu sistem pengendalian perkongsian masa.

Sistem pengendalian yang membolehkan komputer memberi perkhidmatan kepada beberapa, berpuluh-puluh atau bahkan ratusan pengguna pada masa yang sama dipanggil sistem pengendalian perkongsian masa. Dengan menyambungkan komputer kepada ramai pengguna akhir, sistem pengendalian perkongsian masa menukar masa pemproses sistem dan ruang memori kepada program setiap pengguna akhir secara bergilir-gilir pada selang waktu tertentu.

Memandangkan selang masa yang singkat, setiap pengguna berasa seolah-olah dia mempunyai komputer untuk dirinya sendiri. Ciri sistem pengendalian perkongsian masa ialah ia boleh meningkatkan penggunaan sumber dengan berkesan. Sebagai contoh, sistem UNIX menggunakan penjadualan CPU keutamaan dinamik yang dilucutkan untuk menyokong operasi perkongsian masa dengan berkesan.

Sistem perkongsian masa ialah jenis OS baharu yang dibentuk untuk memenuhi keperluan pengguna. Terdapat perbezaan prestasi yang sama sekali berbeza antaranya dan sistem pemprosesan kelompok berbilang saluran. Keperluan pengguna dicerminkan secara khusus dalam aspek berikut: Interaksi manusia-komputer Pengehosan dikongsi Mudah untuk pengguna menggunakan komputer

1. Idea asas sistem perkongsian masa

Keratan masa: Ia membahagikan sumber sistem komputer (terutamanya masa CPU) kepada masa Setiap tempoh masa dipanggil keratan masa, dan setiap pengguna bergilir-gilir menggunakan kepingan masa.

Teknologi perkongsian masa: Bahagikan masa berjalan pemproses kepada kepingan masa yang singkat, dan peruntukkan pemproses untuk setiap kerja dalam talian secara bergilir-gilir mengikut kepingan masa.

Sistem pengendalian perkongsian masa: Ia ialah sistem pengendalian interaktif berbilang pengguna dalam talian. Secara amnya, putaran hirisan masa digunakan untuk membolehkan satu komputer menyediakan berbilang terminal. Pastikan masa respons yang cukup pantas untuk setiap pengguna dan sediakan keupayaan sesi interaktif.

Matlamat reka bentuk: Jawab permintaan pengguna tepat pada masanya dan maksimumkan penggunaan sumber sistem di mana mungkin.

Sesuai untuk automasi pejabat, pengajaran dan pemprosesan transaksi dan majlis lain yang memerlukan komunikasi manusia-komputer.

2. Cara kerja
Hos disambungkan kepada beberapa terminal; setiap terminal digunakan oleh pengguna secara interaktif membuat permintaan arahan kepada sistem; dipaparkan kepada pengguna; pengguna mengeluarkan arahan seterusnya berdasarkan keputusan langkah sebelumnya

Isu utama dalam pelaksanaan sistem perkongsian masa: penerimaan tepat pada masanya. Tangani dengan segera.

3.Ciri
Interaktiviti: Pengguna terlibat dalam dialog manusia-komputer dengan sistem.
Multiplexing: Berbilang pengguna menggunakan CPU yang sama pada terminal masing-masing pada masa yang sama.
Kebebasan: Pengguna boleh beroperasi secara bebas antara satu sama lain tanpa mengganggu atau mengelirukan antara satu sama lain.
Ketepatan masa: Pengguna boleh mendapatkan jawapan tepat pada masanya daripada sistem dalam tempoh masa yang singkat.
Faktor yang mempengaruhi masa tindak balas: bilangan terminal, saiz kepingan masa, jumlah pertukaran maklumat dan kelajuan pertukaran maklumat.

Perbezaan

rtos dan TSOs masing-masing mempunyai ciri-ciri mereka sendiri. respons diperlukan.

Perkongsian masa: Kini, PC dan pelayan popular menggunakan mod pengendalian ini, yang membahagikan operasi CPU kepada beberapa kepingan masa untuk memproses permintaan pengkomputeran yang berbeza.

Masa nyata: Biasanya digunakan pada mikropengawal, seperti kawalan atas dan bawah lif, yang memerlukan pemprosesan masa nyata menekan butang dan tindakan lain.

Akhirnya

Melalui analisis di atas, jelas bahawa

linux ialah sistem perkongsian masa, tetapi ia boleh ditukar kepada masa nyata Contohnya: ucLinux ialah sistem masa nyata yang diubah suai daripada linux boleh petik jawapan serupa dalam Baidu:

Sistem perkongsian masa ialah sistem yang boleh melayani dua atau lebih akaun pada masa yang sama!

Sistem masa nyata ialah sistem pengendalian yang bertindak balas kepada arahan dengan segera! Sistem biasa Microsoft tidak boleh! Dan ia masih mati! Sistem pengendalian dalam jet pejuang adalah sistem masa nyata Fikirkan, jika komputer dalam jet pejuang bertindak balas kepada arahan terakhir juruterbang atau terhempas apabila orang lain sedang bertempur, siapa yang berani menerbangkan pesawat itu?

Atas ialah kandungan terperinci Adakah Linux sistem masa nyata atau sistem pengendalian perkongsian masa?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!