所谓“实时”,是表示“及时”,而实时系统是指系统能及时响应外部事件的请求,在规定的时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时任务协调一致的运行。
对于什么是实时系统,POSIX 1003.b 作了这样的定义:指系统能够在限定的响应时间内提供所需水平的服务。而一个由 Donald Gillies 提出的更加为大家接受的定义是:一个实时系统是指计算的正确性不仅取决于程序的逻辑正确性,也取决于结果产生的时间,如果系统的时间约束条件得不到满足,将会发生系统出错。
一个计算机系统为了提供对于实时性的支持,它的操作系统必须对于 CPU 和其他资源进行有效的调度和管理。在多任务实时系统中,资源的调度和管理更加复杂。
因此实时系统应该在事先定义的时间范围内识别和处理离散事件的能力;系统能够处理和储存控制系统所需要的大量数据。
实时系统根据其对于实时性要求的不同,可以分为软实时和硬实时两种类型。分类:
1、强实时
强实时系统(Hard Real-Time):在航空航天、军事、核工业等一些关键领域中,应用时间需求应能够得到完全满足,否则就造成如飞机失事等重大地安全事故,造成重大地生命财产损失和生态破坏。
因此,在这类系统的设计和实现过程中,应采用各种分析、模拟及形式化验证方法对系统进行严格的检验,以保证在各种情况下应用的时间需求和功能需求都能够得到满足。
2、弱实时
弱实时系统(Soft Real-Time):某些应用虽然提出了时间需求,但实时任务偶尔违反这种需求对系统的运行以及环境不会造成严重影响,如视频点播(Video-On-Demand,VOD)系统、信息采集与检索系统就是典型的弱实时系统。
实时操作系统需要满足哪些特征?
多任务:由于真实世界的事件的异步性,能够运行许多并发进程或任务是很重要的。多任务提供了一个较好的对真实世界的匹配,因为它允许对应于许多外部事件的多线程执行。系统内核分配CPU给这些任务来获得并发性。
抢占调度:真实世界的事件具有继承的优先级,在分配CPU的时候要注意到这些优先级。基于优先级的抢占调度,任务都被指定了优先级,在能够执行的任务(没有被挂起或正在等待资源)中,优先级最高的任务被分配CPU资源。换句话说,当一个高优先级的任务变为可执行态,它会立即抢占当前正在运行的较低优先级的任务。
任务间的通讯与同步:在一个实时系统中,可能有许多任务作为一个应用的一部分执行。系统必须提供这些任务间的快速且功能强大的通信机制。内核也要提供为了有效地共享不可抢占的资源或临界区所需的同步机制。
任务与中断之间的通信:尽管真实世界的事件通常作为中断方式到来,但为了提供有效的排队、优先化和减少中断延时,我们通常希望在任务级处理相应的工作。所以需要在任务级和中断级之间存在通信。
什么是分时操作系统?
使一台计算机同时为几个、几十个甚至几百个用户服务的一种操作系统。把计算机与许多终端用户连接起来,分时操作系统将系统处理机时间与内存空间按一定的时间间隔,轮流地切换给各终端用户的程序使用(时间片的概念)。由于时间间隔很短,每个用户的感觉就像他独占计算机一样。比如常见的linux和windows都是属于分时操作系统。
请问哪些系统是实时系统?
强实时:航空航天、军事、核工业等;弱实时:视频点播、信息采集与检索系统。