实时操作系统与分时操作系统的含义、特征
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1. 什么是实时操作系统?
实时操作系统(RTOS)是指当外界事件或数据产生时,能够接受并以足够快的速度予以处理,其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出快速响应,并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。其特点是及时响应和高可靠性。实时系统又分为硬实时系统和软实时系统,硬实时系统要求在规定的时间内必须完成操作,这是在操作系统设计时保证的;软实时则只要按照任务的优先级,尽可能快地完成操作即可。
2. 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。
3. 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。
4. 分时操作系统需要满足哪些特征?
交互性:用户与系统进行人机对话。
多路性:多用户同时在各自终端上使用同一CPU。
独立性:用户可彼此独立操作,互不干扰,互不混淆。
及时性:用户在短时间内可得到系统的及时回答。
5. 实时操作系统主要应用领域
主要应用于过程控制、数据采集、通信、多媒体信息处理等对时间敏感的场合。例如:机器人的运动控制、无人驾驶等。
6. 分时操作系统主要应用领域
现在流行的PC,服务器都是采用这种运行模式,即把CPU的运行分成若干时间片分别处理不同的运算请求。
7. 常见的实时操作系统有哪些?
vxworks | 是美国windriver公司于1983年设计开发的高性能、可扩展的实时操作系统,具有嵌入实时应用中最新一代的开发和执行环境,支持市场上几乎所有的处理器,以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中,如卫星通讯、军事演戏、弹道制导、飞机导航等 |
Nucleus | 是美国accelerated technology incorporated公司研发的产品,是世界上最受欢迎的嵌入式操作系统之一,其特点是约95%的代码用ANSI C编写,因此非常便于移植并能够支持大多数类型的处理器,同时可提供网络、图形用户界面、文件系统等模块支持 |
QNX | 是加拿大QNX公司出品的一种商用的、遵从POSIX标准规范的类UNIX实时操作系统。QNX是最成功的微内核操作系统之一,在汽车领域得到了极为广泛的应用,如保时捷跑车的音乐和媒体控制系统和美国陆军无人驾驶Crusher坦克的控制系统,还有RIM公司的blackberry playbook平板电脑。具有独一无二的微内核实时平台,实时、稳定、可靠、运行速度极快 |
Windows CE | 是美国microsoft公司推出的嵌入式操作系统,支持众多的硬件平台,其最主要特点是拥有与桌上型windows家族一致的程序开发界面,因此,桌面操作系统windows家族开发的程序可以直接在windows ce上运行,主要应用于PDA(个人数字助理)、平板电脑、智能手机等消费类电子产品。但嵌入式操作系统追求高效、节省,windows ce在这方便是笨拙的,它占用内存过大,应用程序庞大 |
RT-Linux | 是美国墨西哥理工学院开发的基于linux的嵌入式实时操作系统,是一款提供源代码、开放式自由软件。rt-linux使用了精巧的内核,并把标准的linux核心作为实时核心的一个进程,同用户的实时进程一起调度。这样对linux内核的改动非常小,并且可以充分利用Linux 下现有的丰富的软件资源 |
uc/oc-ii | 前身是uc/os,最早于1992年由美国嵌入式系统专家设计开发,目前uc/os-iii也已面世。uc/osii具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点,最小内核可以编译至2KB。UC/OS-II已经移植到了几乎所有知名的CPU上,uc/os-ii也是在国内研究最为广泛的嵌入式实时操作系统之一 |
FreeRTOS | 是一个使用迷你内核的小型嵌入式实时操作系统。由于嵌入式实时操作系统需占用一定的系统资源(尤其是RAM资源),只有QNX、uc/os-ii、freeRTOS等少数实时操作系统能在小RAM单片机上运行。相对QNX、uc/os-ii等商业操作系统,FreeRTOS操作系统是完全开源的操作系统,具有代码公开、可移植、可裁剪、调度策略灵活的特点,可以方便地移植到各种单片机上运行 |
RT-Thread | 我国在对嵌入式实时操作系统的研发中也取得了一定的成果。由中国开源社区主导开发的RT-Thread,不仅包含一个实时操作系统内核,更有完整的应用生态体系,包含了与嵌入式实时操作系统相关的各个组件:TCP/IP协议栈,文件系统,Libc接口,图形用户界面等,具有相当大的发展潜力 |
MQX | 最早源于位于加拿大渥太华市的一家公司。MQX在加载了系统内核、中断管理系统、信号量、队列及存储管理系统等基本服务的情况下,仅占用6KB的ROM存储空间,硬件资源开销较小。MQX同UC/OS-II规模相近,但无论从用户体验上还是系统服务的丰富程度上都远超uc/os-ii |
8. 常见的分时操作系统有哪些?
比如常见的linux和windows都是属于分时操作系统。
http://www.taodudu.cc/news/show-4927481.html
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