System czasu rzeczywistego (RTS - real-time system), system komputerowy, w którym obsługiwanie zdarzeń dokonuje się w z góry przewidzianych limitach czasu.

Prezentacja na temat: "System czasu rzeczywistego (RTS - real-time system), system komputerowy, w którym obsługiwanie zdarzeń dokonuje się w z góry przewidzianych limitach czasu."— Zapis prezentacji:

1 System czasu rzeczywistego (RTS - real-time system), system komputerowy, w którym obsługiwanie zdarzeń dokonuje się w z góry przewidzianych limitach czasu. W systemie czasu rzeczywistego występuje pewna liczba czujników i aktywatorów. Czujniki mogą wytwarzać impulsy okresowe, nieokresowe lub sporadyczne. Rozproszony system czasu rzeczywistego (distributed real-time system) ma ponadto wiele procesorów (mikrokontrolerów) związanych z poszczególnymi zestawami czujników i aktywatorów.

2 Rozróżnia się systemy pobudzane zdarzeniami oraz systemy pobudzane czasem. W łagodnym systemie czasu rzeczywistego (soft real-time system) dopuszcza się okazjonalnie przekraczanie limitów czasu. Rygorystyczny system czasu rzeczywistego (hard real-time system) to taki, w którym nie może nastąpić ani jedno przekroczenie limitu czasu,

3 QNX RTOS - System Operacyjny Czasu Rzeczywistego QNX
Główne dziedziny zastosowań systemu QNX to: - systemy sterowania i monitorowania (ang. SCADA-Supervisory Control and Data Acquisition) np. sterowanie procesem produkcji w fabryce - systemy bieżącego przetwarzania transakcji (ang. OLTP- On-Line Transaction Processing) np. obsługa transakcji dokonywanych za pomocą kart kredytowych - systemy bezwzględnego nadzoru (ang. MCS- Mission Critical Systems) np. system kontroli funkcjonowania elektrowni jądrowej. QNX RTOS - System Operacyjny Czasu Rzeczywistego QNX

4 Mikrojądro QNX jest sercem Systemu Operacyjnego Czasu Rzeczywistego QNX (w skrócie QNX RTOS). QNX Neutrino dostarcza podstawowych mechanizmów do obsługi w czasie rzeczywistym aplikacji wbudowanych, takich jak przekazywanie komunikatów, obsługa wątków POSIX, mutex-ów, zmiennych warunkowych, semaforów, sygnałów i szeregowania procesów.

5 Skalowalność Architektura QNX oferuje bezprecedensową skalowalność
Skalowalność Architektura QNX oferuje bezprecedensową skalowalność. Można z-linkować swoją aplikację bezpośrednio z mikrojądrem QNX Neutrino aby stworzyć pojedynczy, ale wielowątkowy obraz dla systemów wbudowanych, lub utworzyć wykonywalny kod aplikacji czasu rzeczywistego.

6 Można także uruchomić Zarządcę Procesów (ang
Można także uruchomić Zarządcę Procesów (ang. Process Manager) dla uzyskania wszystkich korzyści modelu procesowego z możliwością dodawania tysięcy aplikacji pracujących w chronionych blokach pamięci MMU. Załóżmy również przypadek ekstremalny - uruchomianie aplikacji w rozproszonej sieci wieloprocesorowych klastrów w konfiguracjach na największą skalę. Czy konfiguracja jest maleńka, średnia, ogromna czy rozproszona - zmiany w kodzie aplikacji nie są konieczne, ponieważ API pozostało zgodne w całym zakresie.

7

8 Architektura wymiany komunikatów QNX RTOS tworzy programową magistralę, która pozwala na przyłączenie lub odłączenie jakichkolwiek potrzebnych modułów systemowych bez konieczności restartowania systemu. Od maleńkich urządzeń, poprzez wieloprocesorowe maszyny do ogromnych systemów rozproszonych - QNX może być skalowany dowolnie.

9 Zaawansowana ochrona pamięci Konwencjonalny RTOS (ang
Zaawansowana ochrona pamięci Konwencjonalny RTOS (ang. Real-Time Operating System) korzysta z prostej architektury pamięci, w której trudne do wykrycia błędy programistyczne, typu wadliwy wskaźnik w języku C, może spowodować, że programy nadpiszą się nawzajem lub uszkodzą jądro. Nieunikniony rezultat: błąd systemu. Jednak system bazujący na QNX-ie może inteligentnie opanować błędy oprogramowania, nawet w sterownikach urządzeń i innych krytycznych programach bez konieczności przeładowania, ponieważ każdy komponent systemu uruchomiony jest w swojej własnej chronionej przestrzeni adresowej MMU.

10 Architektura programów czasu rzeczywistego nie zapewniająca ochrony.
Dzięki doskonałej i wydajnej strukturze QNX, pełna ochrona pamięci nie jest uzyskana kosztem wydajności. Z dużą szybkością przełączania kontekstów (0.55 ms na Pentium III) i małymi opóźnieniami, QNX oferuje niezawodne osiągi w czasie rzeczywistym. Architektura programów czasu rzeczywistego nie zapewniająca ochrony.

11 Tradycyjna monolityczna architektura oferuje ograniczoną ochronę procesom aplikacji.

12 Architektura mikrojądra QNX zapewnia pełną ochronę wszystkich komponentów.

13 Boot Modules - Moduły Startowe Wykonują zależne od platformy i procesora inicjalizacje systemów wbudowanych w czasie startu, zwalniając zajmowaną pamięć po inicjalizacji. (Moduły Startowe są dostarczone z pełnymi źródłami dla szczególnych adaptacji sprzętowych.) Process Manager - Zarządca Procesów Rozszerza działanie o obsługę procesów (zawierających wątki), pamięć chronioną i zarządzanie przestrzenią nazw plików, która następnie może być udostępniona przez inne procesy, które są widoczne dla wątków aplikacji.

14 Network Manager - Zarządca Sieci Koordynuje wymianę komunikatów pomiędzy lokalnymi i zdalnymi węzłami. Moduł zarządcy sieci kontroluje sterowniki kart sieciowych, protokoły i Qnet. Embeddable QNX File System Manager - Zarządca Systemu Plików QNX do systemów wbudowanych. Dostarcza niezbędnych usług (włączając sztywne linki, długie nazwy plików, itp.) zgodnych ze specyfikacją systemów plików POSIX w mało wymagającej implementacji.

15 Flash File System Manager - Zarządca Systemu Plików typu Flash Udostępnia wyrównywanie zużycia, dekompresję w locie, losowe zapisywanie, usuwanie błędów i inne cechy charakterystyczne dla systemów plików zaimplementowanych w pamięci typu flash. CD-ROM File System Manager - Zarządca Systemu Plików CD-ROM Udostępnia standard mediów ISO 9660/Rock Ridge i pozwala na łatwe korzystanie z CD-ROM-ów i napędów DVD

16 CIFS File System Manager - Zarządca Systemu Plików CIFS Implementuje standard Microsoft Common Internet File System i umożliwia dostęp do plików dla sieci Windows. NFS File System - System Plików NFS Popularny sieciowy system plików w rozległych, heterogenicznych sieciach korporacyjnych, NFS umożliwia przeźroczysty dostęp do plików większości systemów UNIX i Linux oraz wielu systemom nie UNIX-owym, włączając Windows.

17 Wielozadaniowość. System operacyjny QNX przeznaczony jest dla rodziny mikrokomputerów IBM PC i PS/2 opartych o mikroprocesory INTEL 80x86. QNX dostępny jest w dwóch wersjach pracujących w trybie: - rzeczywistym (ang. real mode) - ochrony pamięci (ang. protected mode)

18 System QNX pracujący w trybie rzeczywistym zajmuje 135kB pamięci i może zarządzać pracą 64 zadań, dla których dostępna jest pamięć operacyjna o wielkości 1MB. Wersja pracująca z ochroną pamięci zajmuje 160kB i może nadzorować pracę 150 zadań udostępniając im 16MB pamięci operacyjnej. Zadania mają przydzielone priorytety z zakresu: 1-15 (1=max.). Priorytety: 1-4 zarezerwowane są dla zadań administrujących.

19 System QNX tworzą następujące zadania administrujące:
TASK- zadanie odpowiedzialne za zarządzanie innymi zadaniami: tworzenie i kasowanie zadań oraz przydzielanie im pamięci. Zadanie to ma najwyższy priorytet : 1. FSYS- zadanie zarządza systemem zbiorów: tworzy, otwiera, czyta i pisze, a także zarządza dostępem do zbiorów. Zadanie to korzysta z własnych programów obsługi dysków twardych nie odwołujących się do BIOSa, a także z kilku rodzajów pamięci buforowej co daje mu dużą efektywność.

20 NET- zadanie odpowiada za przesyłanie komunikatów w sieci
DEV- zadanie obsługuje wszystkie znakowe urządzenia we/wy podłączone do portów szeregowych (np. terminale, modemy) i równoległych (np. drukarki) oraz sterowniki monitorów ekranowych. NET- zadanie odpowiada za przesyłanie komunikatów w sieci lokalnej. Mimo niewielkiego rozmiaru ( ok. 10kB) zadanie umożliwia rezalizację przetwarzania rozproszonego w sieci. IDLE- zadanie uruchamiane w sytuacjach, gdy nie ma innych zadań w stanie gotowości; jest to zadanie "wytracania" czasu.