Типы архитектур операционных систем реального времени

Рассмотрим базисные принципы внутреннего устройства ОС реального времени. Существуют классический и объектно-ориентированный подходы к построению ОС реального времени, а также три основных типа архитектур ОСРВ:

1. Монолитный,

2. Модульный,

3. Объектный.

1. Объектно-ориентированный подход в программировании

Всякая программа, работающая (управляющая, анализирующая и т.д.) с некоторой системой (программной, аппаратной и т.д.), фактически работает с неким формализованным представлением об этой системе, называемом моделью. Объектно-ориентированный подход – это техника построения и описания этой модели. Вне зависимости от типа моделируемой системы мы представляем её содержание как набор объектов с теми или иными связями между ними. Какие объекты будут включены в модель, и какие связи между ними будут учтены в модели, зависит от поставленной задачи. Для внесения уточнений в модель и/или её модификации часто достаточно внести локальные изменения в один объект.

1.1. Объекты

Объект характеризуется набором операций и состоянием, запоминающим эффект от этих операций. Используя объект в модели, мы видим только эти операции, но не то, как они устроены и как работают. Внутри объекта мы можем видеть его информационную структуру и детали реализации его операций.

В информационной структуре выделяют три компоненты:

• Атрибуты объекта – основные характеристики, которые надо помнить об объекте;

• Части объекта (если присутствуют) – это другие объекты, из которых составлен данный объект, который в этом случае называется агрегатным (составным);

• Поведение объекта – это набор операций с объектом.

Отношения между объектами в модели разделяют на:

• Статические, существующие в течение длительного времени и подразумевающие, что взаимодействующие объекты знают о существовании друг друга;

• Динамические, когда объекты устанавливают связь между собой

в процессе работы. Эти отношения между объектом А и В реализуются в виде посылки объектом А запроса на выполнение той или иной операции (объекта В) объекту В. С программной точки зрения под запросом понимают посылку сообщения.

Вся информация в объектно-ориентированной системе хранится в её объектах, и выполнить с ней какое-либо действие можно, только послав объекту(ам) запрос на выполнение этого действия. Поведение и информация инкапсулированы в объекте. Объекты, таким образом, обеспечивают сокрытие информации.

Абстрактный тип данных – это модель (структура данных) с определенным набором операций, воздействующих на неё. Преимущества абстрактных типов данных:

• Они могут быть использованы независимо от их реализации (механизма сокрытия информации),

• Они просты: их пользователь не может быть вовлечен в их логическую структуру, поскольку может оперировать лишь с их спецификацией.

Преимущества использования объектов:

1. Двойная защита:

• Внутри объекта. Атрибуты объекта могут быть изменены только внутренними методами объекта. Пользователю не надо знать реализацию этих методов.

• Вне объекта. Объект не знает своего окружения и не может его случайно модифицировать. Только сам объект отвечает за своё поведение.

2. Модульность: приложение состоит из объектов, обменивающихся сообщениями.

3. Легкость отладки и сопровождения является следствием защищенности и модульности.

4. Повторная используемость: хороший объект не зависит от своего окружения и может быть без проблем использован на другой архитектуре процессора или в другой задаче.