7. Ос реального времени

Эти ОС предназначены для различных систем управления и де­лятся на два типа:

• жёсткого реального времени;

• мягкого реального времени.

Системы жёсткого РВ предназначены для управления процесса­ми, в которых максимальные времена реакций на все поступающие внешние события жёстко определены и ни в коем случае не могут быть превышены. Последствия превышения заданных времён могут привести к катастрофическим последствиям.

Примерами таких систем являются системы управления ядер­ными электростанциями, химическими производствами, различные автопилоты и т. п.

В системах мягкого реального времени также заданы максималь­ные времена реакций на события, но превышение этих времён, хотя и ухудшит работу системы в целом, но не приведёт к катастрофиче­ским последствиям.

Главное свойство систем РВ — предсказуемость времени реак­ции. Все реакции системы просчитываются заранее на этапе проек­тирования и должны быть гарантированы по времени.

В силу указанных свойств системы РВ обычно работают с боль­шой недогрузкой. Их главная задача — обеспечить своевременную реакцию на все возможные события, поступающие в непредсказуемые моменты времени, в пределе — одновременно. Из-за этого системы РВ очень дороги в реализации, но использовать вместо них системы других типов невозможно, поскольку негарантированность времени реакции может привести к катастрофическим последствиям, ущерб от которых может на несколько порядков превышать стоимость си­стемы РВ.

8. Иерархический принцип построения ос. Простая и расширенная машины

При проектировании ОС удобно выделять несколько уровней иерархии. В основе иерархии лежит аппаратура компьютера. На сле­дующем уровне иерархии находится ядро ОС. Над ядром в иерархии находятся различные процессы ОС, которые обеспечивают поддерж­ку процессов пользователя (например, процессы управления внеш­ними устройствами). На вершине иерархии располагаются сами про­цессы пользователей.

Иногда несколько уровней иерархии выделяют и внутри самого ядра ОС. Например, могут быть выделены уровни диспетчера про­цессов, менеджера памяти, супервизора ввода-вывода и т. п.

Выделяют два типа иерархических схем:

• строгие — из данного уровня иерархии возможно обращение только к рядом лежащим уровням. При необходимости обратиться к более глубоко лежащим уровням иерархии используются специаль­ные вызовы, ретранслируемые с уровня на уровень;

• прозрачные — из данного уровня иерархии возможно обраще­ние к любому уровню иерархии.

Иерархическое построение ОС позволяет строго описать интер­фейсы каждого уровня иерархии, что позволяет в свою очередь со­здавать и отлаживать эти уровни независимо друг от друга. Их могут даже разрабатывать параллельно разные программисты, что позволяет сократить время разработки.

Полезно различать понятия реальной и расширенной машины.

Реальная машина — набор аппаратных средств самой ЭВМ, предоставляющий, в частности набор команд процессора, регистров ввода-вывода периферийных устройств и т. п.

Расширенная машина — набор стандартных подпрограмм, пре­доставляемых операционной системой прикладным программам в ка­честве стандартных средств по выполнению различных системных функций (распределение памяти, организация ввода-вывода и др.). При этом средства расширенной машины значительно проще в ис­пользовании и менее подвержены ошибкам, поскольку в них учтено множество нюансов выполнения соответствующих операций.