45451

Виды операционных систем реального времени. QNX. OS-9. VxWorks. Операционные системы реального времени для Windows. IA-Spox, RTX, Falcon, Hyperkernel

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Операционные системы реального времени для Windows. ОСРВ по Windows Windows CE – система ориентирована на небольшие контроллеры и включает большую часть функций ядра стандартной ОС для поддержки средств являющихся зарегистрированной маркой Microsoft. ОС РВ Стандартная ОС с поддержкой общих функций Поддержка расширений служащих для выполнения задач РВ Расширения ISPOX В расширении ОС Windows для реального времени. Данное расширение разработано для системы Windows95 98.

Русский

2013-11-17

190.5 KB

16 чел.

Виды операционных систем реального времени. QNX. OS-9. VxWorks. Операционные системы реального времени для Windows. IA-Spox, RTX, Falcon, Hyperkernel.

Виды ОС

1. QNX (1982г.) – применяется для народного хозяйства и военных целей. В России появилась в 1992 году. Построена по fleet – технологии. Особенности: является гибридом 16/32 – битной системы; размер ядра от 28 кб; задачи взаимодействуют с помощью сообщений; поддержка распределенных сетевых вычислений; поддержка FAT и NTFS.

«-» ориентирована на платформу Intel.

«+» распространяется бесплатно для некоммерческого использования.

2. OS-9 (Motorola). Платформы Motorola, Intel, Hitachi. Основное применение: мобильные телекоммуникационные устройства. Имеют развитые сетевые средства, обладают свойством переносимости приложений, обеспечивает функционирование 65535 задач одновременно, а также 255 пользователей. OS-9000 переносимая версия OS-9. На 95% сделана на языке С. Используется в системах военного или аэрокосмического комплекса, бытовой электроники, связи. Основной упор делается на PowerPC. Основной метод – разделение времени с вытеснением.

3. VxWorks / Tornado. Данная ОС РВ разработана компанией Windrive System. Система ориентирована на следующие платформы Intel 860, 960, 386, PowerPC, Spark. Основная ориентация: встроенные контроллеры с возможностью распределенных вычислений.

Система обработки разделена на два этапа:

  1.  Подготовка проекта и реализация на инструментальной ЭВМ среде Tornado
  2.  Загрузка полученного кода на Host ЭВМ

Все Host ЭВМ могут обмениваться информацией на базе стандартного протокола TCP/IP. Используется механизм распределения задач или построение распределенной системы. Основная архитектура ОС – микроядро, поэтому количество поддерживаемых драйверов зависит от состава пакета. VxWorks поддерживает сетевые средства в виде Ethernet, RS 232, кросс-шина, поддерживает создание приложений на С, С++, имеет средство разработки проекта, средство управления проектом, командный интерпретатор, поддерживает файловую систему NTFS, а также CASE- средство Control Show, поэтому система позволяет реализовать необходимый перечень решаемых задач.

Применение: Сетевое и коммуникационное оборудование, промышленный контроль технологических процессов и бортовые вычислительные системы. Разработка тренажеров пилотов: в системе обеспечивается реальные условия для обучения пилота при экстремальных ситуациях. Все алгоритмы управляются VxWorks, выполняет порядка 40 Host ЭВМ. Система регулирования движения на перекрестках г. Нью-Йорка: система обеспечивает отслеживание транспортного потока, управление светофорными объектами, управление системой. Система спутниковой связи «Банкир» используется для обеспечения передачи информации центрального банка РФ c филиалами. Система состоит из четырех групп элементов: три космических и одна наземная. Количество модулей примерно 50-60.

ОСРВ по Windows 

Windows CE – система ориентирована на небольшие контроллеры и включает большую часть функций ядра стандартной ОС для поддержки средств являющихся зарегистрированной маркой Microsoft.

ОС РВ

Стандартная ОС с поддержкой общих функций

Поддержка расширений служащих для выполнения задач РВ


Расширения

  1.  IA-SPOX

В расширении ОС  Windows для реального времени. Разработано в 1994 году компанией Spectron microsystem. Данное расширение разработано для системы Windows95/98. Основное отличие от стандартной ОС заключается во включении виртуальных драйверов, взаимодействующих с ядром ОС.

Набор виртуальных драйверов обеспечивает детерминированную реакцию ядра и не позволяет пользователю напрямую взаимодействовать с функциями ядра. Обслуживание запросов осуществляют виртуальные драйвера.

Основное применение: высокоскоростная связь в приложениях, а также в приложениях, требующих быстрые детерминированные реакции.

Система поддерживает необходимый набор прерываний. Система работает в нормальном состоянии, если приложений не больше 20. На данный момент такая система не поддерживается.

  1.  RTX

(Real Time Extension)

Производитель – VenturCom.

Данное расширение ориентированно на Windows NT и его линейку, а также на Linux. Ядро ОС является отдельной задачей и загружается как отдельная задача.

З.П.1 – задача пользователя 1, З.П.2 – задача пользователя 2.

Из вышеотмеченного следует уменьшение времени доступа к памяти (не приложений из-под Windows, а задач пользователя). Допускается взаимодействие с аппаратной частью напрямую из задач. Сократились задержки по работе с прерываниями. Если задача требует реального времени, то она запускается в отдельном планировщике; если она не требует реального времени, то запускается через Windows.

Основная особенность: добавлен планировщик задач.

Основное применение: мониторинг промышленных, мониторинг промышленных сетей, а также управление задачами в мягком режиме реального времени. При зависании задачи Windows система не функционирует.

Расширение RTX нашло поддержку компанией Microsoft, часть функций была введена в Windows XP.

  1.  Falcon

Разработчик: Radisys.

Применение в ОС класса Windows NT.

Расширение основано на объектно-ориентированной архитектуре, поэтому ядро Falcon взаимодействует с ядром Windows, как две равноправные задачи. Выполнение задач осуществляется по встроенному алгоритму:

Поэтому Windows не влияет на работу всей остальной системы. При “подвисании” Windows задачи РВ будут продолжать выполняться, а задачи не РВ будут отправляться в ОС реального времени.

Данное расширение поддерживает создание системы «жесткого» реального времени.

Из всех расширений Falcon является более стабильным и более надежным.

  1.  HyperKernel

Ориентировано для Windows NT. Все программное обеспечение делится на две части:

1. ПО операторного интерфейса.

2. Высокоскоростные задачи управления.

ОС реального времени и Windows – единое ядро, взаимодействия между ними нет. ОС реального времени – надстройка над Windows. При “подвисании” Windows система останавливается.

Применения не нашло, используется для задач «мягкого» реального времени.

Рис. Монолитная архитектура

ОС Linux OS.

LinxOS – ОС РВ, обеспечивающая собственные функции управления задачами, управления сетевым взаимодействием и системой прерываний на базе ядра ОС Mandrake Linux. Система построена на базе микроядра, имеет собственный командный интерфейс, аналогичный Linux. Имеет поддержку расширенных графических средств, обеспечивает выполнение любой задачи в режиме реального времени. Основной платформой является Intel 86 серии, а также поддержка платформ Motorola.

Гибрид ОС разработан в 2004г. для разработки и поддержки приложений реального времени, стандартных пользовательских задач выполняемых на ПК.

Достоинства и недостатки ОС РВ

Недостатки:

1. Узко определенная поддержка промышленных контроллеров

2. Отсутствие поддержки производителей контроллеров за исключением Intel

3. Высокая стоимость прикладного ПО ОС РВ

4. Отсутствие связи с производителями прикладного ПО

Достоинства:

1. Универсальность подхода (разработчику не требуется создавать собственную ОС и разрабатывать ПО)

2. все другие достоинства зависят от конкретной реализации систем, в т.ч. своевременность выполнения задачи.

Вывод: Наиболее популярными и широко используемыми ОС РВ являются те системы, которые поддерживают большое количество платформ и их применение ориентировано на большое количество услуг для конечных пользователей. Основной фактор применения ОС РВ заключается в необходимости использования своевременности получения результатов, следовательно, самая используемая система OS-9 и OS-9000. 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

20554. Условный экстремум функции. Постановка задачи. Вывод функции Лагранжа 120 KB
  Переменные целевой функции f0xmin 1 Где x – nмерный вектор независимых переменных: x=x1x2xn могут быть наложены ограничения различного вида Ограничения в форме равенства 2 называется уравнениями связи. Рассмотрим задачу о минимуме f0x при наличии уравнения связи fx=0. Уравнение связи на плоскости представляются в виде линий пересечения. она лежит на линии fx=0 удовлетворяет уравнению связи и расположена ближе всех к точке x где x точка минимума целевой функции.
20555. Метод сканирования 32.5 KB
  Метод сканирования заключается в последовательном просмотре значений критерия оптимальности в ряде точек принадлежащих области изменения независимых переменных и нахождения среди этих точек такой в которой критерий оптимальности имеет минимальное максимальное значение. Точность метода естественно определяется тем насколько €œгусто€ располагаются выбранные точки в допустимой области изменения независимых переменных. Основным достоинством этого метода является то что при его использовании с достаточно малым шагом изменения по каждой из...
20556. Градиентные методы. Свойства градиента 42 KB
  При движении в направлении градиента мы приходим к максимуму функции при движении в обратном направлении антиградиента приходим к минимуму функции. Для поиска минимума целевой функции Rx задается начальная точка поиска x0 то есть 1 x0 задается значение переменных вектора х. 2 В начальной точке поиска x0 вычисляется градиент целевой функции его проекции то есть частные производные целевой функции по каждой переменной: 3 В направлении Антиградиента целевой функции производиться шаг и вычисляется значение переменной следующей точки...
20557. Методы случайного поиска 49.5 KB
  Основная идея методов случайного поиска заключается в том что перебором случайных совокупностей значений независимых переменных найти оптимум целевой функции или направление движения к нему. Общим для всех методов случайного поиска является применение случайных чисел в процессе поиска. Введем понятие случайного вектора = 1 2 n определенного в n – мерном пространстве.
20558. Формулировка принципа максимума в задаче со свободным концом 26.5 KB
  обеспечивает : Ј=∑cixiT→min Решение такой задачи можно построить просто если вместо функционала ввести функцию которая характеризует мощность или энергию системы. Поскольку функционал Јi характеризует критерий качества функционирования системы в экстремальных условиях то эта система должна обладать максимальной мощностью или энергией. Такой функцией характеризующей сумму кинетической и потенциальной энергии системы является фция Гамельтона: H=∑λifixU где fiвектор колич.
20559. Свойства f-ии Гамильтона 48 KB
  На опт. Не бм доказть нпрвнть fии H а приведем тко нестрогое докво ее поства на опт траектори. Получим:= На опт траектории т. Расим 2 усля: Опт.
20560. Оптимизация многостадийных процессов. Постановка задачи 35.5 KB
  Записывая уравнение состояния каждой стадии в случае mстадийного процесса придем к системе уравнений высокой размерности. Если требуется найти управление на каждой стадии из условия min или max некоторой целевой функции то решение такой задачи встречает значительные трудности поскольку уравнения стадий представляют собой как правило систему нелинейных уравнений и ее решение на каждом шаге итерационного процесса поиска управления сложно. Математическое уравнение некоторой стадии представляет собой зависимость выходных параметров iой...
20561. Принцип оптимальности Беллмана 40.5 KB
  При применении принципа оптимальности критерий эффективности зависит от х0: 1 2 3 Обозначим через 4. формулировкой принципа оптимальности для дискретных процессов.
20562. Звільнення України від німецько-фашистських загарбників. Участь України в створенні ООН 25 KB
  Звільнення України від німецькофашистських загарбників. Участь України в створенні ООН. Після перемоги під Сталінградом радянське командування силами Південного ПівденноЗахідного та Воронезького фронтів почало визволення України від німецьких окупантів.Новий етап визволення України розпочався влітку 1943 р.