1. ročník oboru Mechanik opravář motorových vozidel Název SŠ: SOU Uherský Brod Autoři: Ing. Radim Bublík Název prezentace: (DUMu) Realtimové OS Tematická oblast: Operační systémy Ročník: 1. ročník oboru Mechanik opravář motorových vozidel Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0369 Datum vzniku: 7. 3. 2013 Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak, jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR.

ANOTACE Záměrem této sady výukových materiálů s názvem Operační systémy je poskytnout žákům potřebné informace o logické struktuře a fundamentálních principech fungování moderních operačních systémů, s nimiž (nebo jejich obdobami) se budou velmi pravděpodobně setkávat po celý svůj život. Jednotlivé DUMy (prezentace a pracovní listy) v této sadě pokrývají vybrané tematické oblasti, které jsou probírány v předmětu Informační a komunikační technologie na naší SŠ. Tato prezentace je konkrétně zaměřena na tematický celek Realtimové (real-time) OS.

Realtimové OS Jsou to OS pracující v reálném čase. Používají se především tam, kde jsou vysoké požadavky na interaktivitu OS, zadávané úlohy musí být vyřízeny téměř okamžitě nebo ve vhodně krátkém čase. Jde např. o systémy na řízení letadel, výrobních provozů, laboratoří, elektráren (včetně atomových), v automobilovém průmyslu ... [1]

Real-time OS nemusí reagovat “okamžitě”, je pouze požadována “horní časová hranice”, tedy musí být zaručena maximální doba reakce v nejhorším možném případě. Běžné OS s multitaskingem toto zaručit nemohou, zvláště pokud je spuštěno hodně procesů, třebaže obvykle nabízejí možnost přidělit procesu tzv. “realtimovou prioritu” - výrazně vyšší, než je priorita běžných procesů. Přesto existují možnosti, jak tyto OS upravit, aby pracovaly jako realtimové. [1]

Většina Real-time OS má malé jádro (mikrokernel), které plní pouze nejdůležitější funkce (především správu procesů, případně správu paměti apod.), zbytek OS je implementován jako běžné procesy. Tento model odpovídá struktuře typu klient-server. Pokud OS vznikl přepsáním z klasického OS, pak často jádro původního OS je mikrokernelem “odstaveno” a běží pouze jako jeden z procesů (časté u upravovaných Unix OS). [1]

Příklady Realtime OS: QNX QNX je Real-time OS, postavený na hodně upraveném Unix klonu. Má malý mikrokernel a několik nejdůležitějších serverů (správa procesů, správa paměti apod.), zbytek OS běží jako běžné procesy. Vyznačuje se mimořádnou stabilitou a rychlostí a to i při práci v GUI. Běží výborně i na slabších počítačích. Má výbornou podporu sítě, lze jej také užít pro přístup na Internet v případě, že pevný disk je z nějakého důvodu nepřístupný. Je kompatibilní s normou POSIX. Původně jde o komerční OS, jsou však dostupné i rozsáhlé nekomerční verze (OpenQNX). Nevýhodou je typicky nedostatek aplikací pro tento OS - lze však portovat Unix aplikace (na Internetu jsou již mnohé portované k nalezení). [1]

Příklady Realtime OS: RTLinux RTLinux je upravený Linux. Má hlavní mikrokernel, samotné linuxové jádro běží jako samostatný proces s nižší prioritou. OS je vytvářen tak, aby zásahů do původního Linuxu bylo co nejméně. Zpracování přerušení (tedy i potenciálně realtime požadavků) probíhá tak, že nejdříve je přerušení zachyceno mikrokernelem a teprve tehdy, kdy si čas procesoru nenárokuje nějaký real-time proces, je přerušení předáno původnímu linuxovému jádru, které je dále zpracuje klasickým způsobem. Tento OS je volně ke stažení na Internetu. [1]

Příklady Realtime OS: RTX RTX (RealTime eXtension) je modul, který rozšiřuje možnosti Windows NT / 2000 / XP směrem k Real-time OS. Nejde tedy přímo o Real-time OS, ale pouze o nástavbu pro OS klasického typu. K OS je přidáno zvláštní rozšíření vrstvy HAL (RTX Realtime HAL Extender), nad kterým běží nový subsystém reálného času (RTX RTSS), v něm pracují procesy čistě realtimové. S tímto subsystémem komunikuje RTX ovladač, který umožňuje běžet také Win32 procesům s podporou pro RTX (realtimovým procesům, využívajícím také prostředky Windows). Více informací k této nástavbě na stránkách Microsoftu (hledejte řetězec “rtx real-time”). [1]

Použité zdroje [1] VAVREČKOVÁ, Šárka. SLEZSKÁ UNIVERZITA V OPAVE. Operační systémy: Přednášky [online]. 2006, 2012-15-11 [cit. 2013-03-07]. Dostupné z: http://axpsu.fpf.slu.cz/~vav10ui/obsahy/os/ospredn/ospredn.pdf