Operační systémy

OPERAČNÍ SYSTÉMY pomoc operátorovi, podpora vlastností reálného času, víceuživatelských a více úlohových systémů

RTOS “background/foreground” hodiny reálného času - jediné přerušení v paměti dvě části. V jedné je program, který reaguje na přerušení (popředí), ve druhé program, který může běžet, když nejede program na popředí.

Víceúlohové a víceúrovňové OS jeden procesor víceuživatelský systém - musí zajistit přístup na procesor všem uživatelům v témže čase. Řešení zcela nezávislých úloh. víceúlohový - 1 uživatel, více úloh spolu souvisejících.

RTOS musí zajistit: přidělování zdrojů počítače různým aktivitám obsluhovat prioritní systém komunikaci mezi úlohami (společná paměť, zprávy) aktivaci úlohy externími událostmi ochranu před současným vstupem do kritických sekcí správu paměti

Descriptor tasku – vektor procesu identifikace priorita aktuální stav adresa v paměti stack

Jádro RTOS Plánovač Dispečer Obslužné projevy služeb RTOS

Data RTOS Vektor procesů Vektory systémových prostředků Data aktuálního procesu Časové údaje

Plánování technika časových dávek (pravidelná střídání procesů) prioritní strategie (priority pevné nebo dynamicky se měnící). U pevných priorit nutno pevně a správně určit, u dynamických mění prioritu vysokoúrovňový plánovač - nejdéle čekajícím úlohám zvyšuje prioritu.

Proces Proces existuje, když je program, který jej řídí a procesor, který jej realizuje. Proces je dynamická instance programu realizovaná procesorem. Řízení procesů se realizuje prostřednictvím jádra operačního systému. Procesy se nacházejí v různých stavech.

Plánování úloh, přidělování procesoru Cílem každého procesu je být ve stavu “běžící”. Dosažení tohoto stavu závisí na strategii vybírání z fronty připravených procesů - na plánovacím algoritmu. Různé přístupy ke strategii:  dosažení max. využití procesoru  propustnost měřená počtem procesů proběhlých za čas  průměrná doba existence procesů  dosažení co nejrychlejší odezvy na externí požadavky  minimalizace doby strávené čekáním ve frontách.

Plánovací strategie 1) Cyklické plánování procesor se přiděluje v časových kvantech jestli se proces v kvantu neukončí, přepne se kontext při ukončení časového kvanta se proces zařazuje do fronty připravených na konec, fronta se obsluhuje FIFO časové kvantum  milisekundy - desítky milisekund čím menší, tím větší režijní členy.

Plánovací strategie 2) Prioritní strategie priorita vyjadřuje přednost procesu při přidělování procesoru vyjadřuje se přirozenými čísly může být několik procesů se stejnou prioritou problém “stárnutí procesů” s nízkou prioritou při existenci více procesů s vyšší prioritou (řeší se dynamickou změnou priorit) přidělování priority  kritéria vyplývající z charakteru aplikace  časové kritérium SJF (Short Job First) - provede se odhad celkové doby běhu procesu a nejkratší procesy dostanou nejvyšší prioritu.

Plánovací strategie 3) Kombinované strategie prioritní strategie se uplatňuje jen na prvých k prioritních úrovních na nižších prioritních úrovních než k se samostatně na každé z nich uplatňuje cyklické plánování (každá tato úroveň má samostatnou funkci připravených procesů.

Plánovací strategie 4) Preemtivní a nepreemtivní plánování nepreemtivní úlohy jsou prováděny postupně - každá až do konce - výběr se provádí jen ve smyslu “který proces bude převeden na procesor”

Nepreemtivní systém

Plánovací strategie 4) Preemtivní a nepreemtivní plánování preemtivní (to preemt  získat předem, přivlastnit si, preemtive  předem obsazený, zabraný). může být několik úloh v různém stadiu provádění při příchodu úlohy s vyšší prioritou je prováděná úloha přerušena a pokračuje až když není v systému žádná úloha s vyšší prioritou.

Preemtivní systém