實時操作系統
出自 MBA智库百科(https://wiki.mbalib.com/)
實時操作系統(Real Time Operation System,RTOS)
目錄 |
實時操作系統是一個可以在有限確定的時間內對非同步輸入進行處理並輸出的信息系統。一個高性能的實時操作系統應具備良好的綜合性能，包括系統體繫結構、基本系統功能支持(如記憶體和中斷管理)、AP1支持和穩定性等。而實時性能是系統選取和系統評估最重要的參考指標。
實時操作系統的基本特征[1]
多任務RIDS的基本結構包括一個程式介面、內核程式、器件驅動程式以及可供選擇的服務模塊。其中，內核程式是每個RTOS的根本，其基本特征為：
(1)任務
任務(Task)是RTOS中最重要的操作對象，每個任務在RTOS的控制下由CPU分時執行。任務的調度日前主要有時間分片式(TimeShc．i唱)、輪流查詢式(Round-Robin)和優先搶占式(Pre．eruptive)三種，不同的RTOS可能支持其中的一種或幾種，其中優先搶占式對實時性的支持最好，也是目前流行RTOS採用的調度方式。
(2)任務切換
任務的切換有兩種原因。當一個任務正常地結束操作時，它就把CPU控制權交給RTOS，RTOS則判斷下麵哪個任務的優先順序最高，需要先執行。另一種情況是在一個任務執行時，一個優先順序更高的任務發生了中斷，這時RTOS就將當前任務的上下文保存起來，切換到中斷任務。
(3)消息和郵箱
消息(Me8日日)和郵箱(Ma醜．b％)是RTOS中任務之間數據傳遞的載體和渠道，一個任務可以有多個郵箱。通過郵箱，各個任務之間可以非同步地傳遞信息。
(4)信號燈
信號燈(鈾—DIlore)相當於一種標誌(nag)，通過預置，一個事件的發生可以改變信號燈。一個任務可以通過監測信號燈的變化來決定其行動，信號燈對任務的觸發是由RTOS來完成的。
(5)存儲區分配
RTOS對系統存儲區進行統一分配，分配的方式可以是動態的或靜態的，每個任務在需要存儲區時都要向RTOS內核申請，RTOS在動態分配時能夠防止存儲區的零碎化。
(6)中斷和資源管理
RTOS提供一種通用的設計用於中斷管理，效率高並且靈活，這樣可以實現最小的中斷延遲。RIDS內核中的資源管理實現了對系統資源的獨占式訪問，設計完善的RTOS具有檢查可能導致系統死鎖的資源調用設計。
實時操作系統的優點[2]
採用RTOs主要有以下好處：
(1)低成本；(2)高性能；(3)可重新構造(reeonfigurable)；(4)易學易用，一勞永逸；(5)用高級語言(c，c++，Java，FORTRAN等)代替彙編語言；(6)適應性廣，即可用於很廣泛的系統及記憶體要求；(7)靈活性，即改變和增強系統方便，不必做硬體改動；(8)再開發周期短，升級換代能力強；(9)可移植性強，因為是高級語言編程，平臺等的更換，只需重新編程即可；(10)積累性，即掌握一種系統，一種語言，即可受用相當時間。這樣可專心於主要工作，而不必把時間都花在學習語言與系統上。(11)複雜性：RTOS可使用多處理機系統開發變得與單處理機系統複雜性相當，大大降低系統開發調試的複雜性；(12)可維護性：高級語言編程，標準匯流排與DSP板，軟硬體．特別是軟體可維護性大大提高。
在技術發展的今天，大系統的軟體可維護性比硬體可維護性還要重要。
RTOS典型應用是需要實時處理的、大數據量、大運算量、並行的系統。如像我們1994年研製成功的“機載SAR實時數字和成像處理器”。在實際應用中，我們已經深刻體會到RTOS的優越性。最近，隨著RTOS的發展，RTOS的應用已不再局限於上述典型應用，已在許多其它方面找到了應用，特別是RTOS在Intexnet、Intranets、WorldWideWeb(WWW)網上的應用及Java的使用，並使在醫學上遠距監測和診斷成為可能，這也意味著，醫療各部門可在各自部門與其它相關部門共同會診，大大方便診斷，改變醫療服務體繫結構。
另一方面，隨著科學技術的發展，系統也變得越來越複雜，不採用R1Ds，雖不能說是不可能的，但至少是不必要的、不好的。
