实时系统和实时操作系统

实时系统:必须再有限和确定的时间内对外部事件做出响应的信息系统。评判实时系统是处理事件的时间的可预见性和确定性。

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。无论是逻辑还是时序出现偏差,都将引起严重的后果。

  • 非实时系统追求系统的平均响应时间和用户使用的方便性。
  • 实时系统主要考虑在最坏情况下系统的行为的可预见性是否有保证。

实时系统和实时操作系统_第1张图片

实时系统分为三种:

  • 硬实时系统:必须在给定时间内完成任,否则会出现重大错误,如:飞机,火箭,火车
  • 软实时系统:超过了时间要求但是不会造成严重影响,如视频点播(Video-On-Demand,VOD)系统、

实时系统的关键特性:

时间约束

实时系统的任务具有一定的时间约束(截止时间)。根据截止时间,实时系统的实时性分为“硬实时”和“软实时”。硬实时是指应用的时间需求能够得到完全满足,否则就造成重大安全事故,甚至造成重大的生命财产损失和生态破坏,如在航空航天、军事、核工业等一些关键领域中的应用。软实时是指某些应用虽然提出时间需求,但实时任务偶尔违反这种需求对系统运行及环境不会造成严重影响,如监控系统等和信息采集系统等。

可预测性

可预测性是指系统能够对实时任务的执行时间进行判断,确定是否能够满足任务的时限要求。由于实时系统对时间约束要求的严格性,使可预测性成为实时系统的一项重要性能要求。除了要求硬件延迟的可预测性以外,还要求软件系统的可预测性,包括应用程序的响应时间是可预测的,即在有限的时间内完成必须的工作;以及操作系统的可预测性,即实时原语、调度函数等运行开销应是有界的,以保证应用程序执行时间的有界性。

可靠性

大多数实时系统要求有较高的可靠性。在一些重要的实时应用中,任何不可靠因素和计算机的一个微小故障,或某些特定强实时任务(又叫关键任务)超过时限,都可能引起难以预测的严重后果。为此,系统需要采用静态分析和保留资源的方法及冗余配置,使系统在最坏情况下都能正常工作或避免损失。可靠性已成为衡量实时系统性能不可缺少的重要指标。

交互性

实时系统通常运行在一定的环境下,外部环境是实时系统不可缺少的一个组成部分。计算机子系统一般是控制系统,它必须在规定的时间内对外部请求做出反应。外部物理环境往往是被控子系统,两者互相作用构成完整的实时系统。大多数控制子系统必须连续运转以保证子系统的正常工作或准备对任何异常行为采取行动。

实时操作系统

硬实时操作系统:要求交互性,可靠性,实时性较高,如:VxWorks、RTEMS、QNS、uC/OS-II。

软实时操作系统:WinCE、嵌入式Linux

VxWorks和uC/OS都是商业系统。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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