İşletim sistemleri sadece bilgisayarlarınızın içinde mevcut değildir. Pek çok farklı cihaz, onları kontrol etmek için işletim sistemlerine ihtiyaç duyar ve kritik görevde kullanılanlar, gerçek zamanlı işletim sistemlerine ihtiyaç duyar.
İşletim sistemleri öncelikle bir disk işletim sistemi (disk işletim sistemi) olarak ortaya çıkmaya başladı. Bunun nedeni, işletim sistemlerinin en başta donanımın içinde bulunan ROM’dan (Salt Okunur Bellek) çalışması ve harici bir ortama (örn. disket) kaydedilmediği sürece bilgisayar kapatıldığında geri kalan her şeyin silinmesidir. disk). Son kullanıcıya hitap eden işletim sistemleri, aradan geçen 30 yıldan çok uzakta; Diskinizi takarlar, güncellenirler ve bilgilerini yazılabilir ve silinebilir kalıcı ortamlarda tutarlar. Bu kısmı geçtik. Veri işleme mühendisliğinin ana kısmı. Çağdaş mikroişlemciler ve bu işlemcilerle çalışan işletim sistemleri, tamamlanana kadar aynı komutları yürütmezler.
Bir program çalışırken arka planda birçok fonksiyon çalışmaya devam eder. Bu programlar işletim sistemini yönetmede önceliğe sahipken, daha yüksek öncelikli işlemler işlemci üzerinde daha fazla çalışma süresine sahipken, diğerleri işlemcinin gücüne göre ikinci veya diğer çekirdeklere girer veya onları işgal eder. Bu öncelik sırasına göre sistemin diğer bileşenlerine erişme hakları vardır. Ancak bu erişimde öncelik her zaman işletim sistemindeki öncelik sırasına göre belirlenir ve önem sırasına göre gerçekleşir.
Bu nedenle işletim sistemi gelen istekleri bir süre (mikrosaniye cinsinden de olsa) bekler. Kesinti adı verilen düşük seviyeli sistem komutları, işler arasında geçiş yapmak ve kesmek için kullanılır. Bu sayede diğer işlemler “listelenir” ve bazı programlar bu şekilde çalışır. Bu senaryo, masaüstü veya sunucu sistemlerinde çalışan işletim sistemleri için genel senaryodur.
Bu senaryoda “acil” veya “hemen” kavramı yoktur. Sistem kendisi için neyin önemli olduğunu belirler ve mümkün olduğunca her şeye yetişmeye çalışır. Yüzde veya milisaniye cinsinden gecikmeler normaldir.
Milisaniyelik gecikmeler sizin için pek bir şey ifade etmiyor, ancak saniyede bir milyar döngü yapan bir işlemciden bir milyon daha hantal süreç anlamına geliyor. Bu fikre alıştığınızda, normal işletim sistemlerinin özünde ne kadar zor olduğunu anlayabilirsiniz. Evet, günlük kullanım için mükemmel olabilirler ama gerçek şu ki, çok yavaşlar ve emrinizi işleyebilmek için binlerce milyonlarca talimat döngüsü boyunca başka şeylerle ilgileniyorlar! Bu korkunç! Burada biraz abartıyoruz ama yine de ideal olmaktan uzak, değil mi? üzülmeyin. İdeal bir işletim sistemi, çok amaçlı, çok amaçlı bir işletim sistemidir, gerçek zamanlı işletim sistemi (RTOS) ise tamamen başka bir şeydir.
Özel görev açısından kritik işletim sistemi
Gerçek zamanlı işletim sistemleri (RTOS), görev açısından kritik görevler için tasarlanmış donanıma çok hızlı yanıt veren ve sistemin geri kalanının belirli işlemlerin keyfini çıkarmasını beklemeyen çekirdek mimarilerine sahip işletim sistemleridir. Gerçek zamanlı işletim sistemlerinde çekirdek, belirli komutlara düşük ve tarafsız bir sürede yanıt verir. Yanıttan sonra, oluşabilecek sonuç veya tetiklenecek diğer şey artık sistemin nasıl yapılandırıldığı hakkında söylenebilir. Kısa yanıt ve işlem süreleri tek başına gerçek zamanlı bir işletim sistemini garanti etmez. Önemli olan, aynı veya benzer işlemler için çok az değişiklikle bir standart dahilinde etkileşime girebilmektir. Gerçek zamanlı işletim sistemlerini tasarlamak için iki temel yaklaşım vardır. Bunlardan biri olay değiştirme görevleridir.
Normal iş akışında, daha yüksek önceliğe sahip bir istek (thread) müdahale ederse, işleyici doğrudan ona geri döner. Öte yandan, zaman paylaşımlı görev değiştirme, etkin görevler arasında belirli zaman aralıklarında geçiş yapar ve onları kontrol eder. Bu iki temel yaklaşıma ek olarak bir diğer önemli konu da kaynak erişimi ve kaynak yönetimidir. Bu kaynakların en önemlisi de hiç şüphesiz hafızadır. Bellek tahsisini iyi yönetmek, ayrılmamış bellek yığınlarının kullanılabilir olmasını sağlamak ve bellek çubuklarını görev açısından kritik görevler için sürekli olarak kullanılabilir durumda tutmak, gerçek zamanlı işletim sistemlerinin ve bunlar üzerinde çalışan yazılımın işi haline gelir.
Gerçek zamanlı işletim sistemleri nerede kullanılır?
İnsan hayatının risk altında olabileceği araç ve sistemlerin yönetiminden, uzaya gönderilen araçlardan tıbbi uygulamalara, nükleer reaktörlere ve birçok araç kontrolüne kadar işletim sistemleri gerçek zamanlı olarak kullanılmaktadır. Gerçek zamanlı işletim sistemleri birçok farklı donanım ve işlemci mikromimarisinde çalışabilir. Uzay projelerinde yaygın olarak kullanılan gerçek zamanlı işletim sistemleri, uydu kontrolü gibi görevler için oldukça kullanışlıdır.
Az yer kaplaması, verimli işlemci ve bellek gereksinimleri ve kararlı mimarileri ile gerçek zamanlı işletim sistemlerinde en kritik teknoloji noktasında kalmaya devam edecektir. En popüler gerçek zamanlı işletim sistemlerinden biri de geçtiğimiz yıllarda BlackBerry tarafından satın alınan ve BlackBerry 10 mobil işletim sisteminin temelini oluşturan QNX’tir.QNX yıllardır bir üründür.X86 mimarisi için derlenmiş bir işletim sistemidir. o sırada masaüstü arayüzüne sığabilir ve insanları gerçekten heyecanlandıran sadece 1.44 MB’lık bir diskete bile sığabilir.
Bir diğer popüler gerçek zamanlı işletim sistemi FreeRTOS’tur. FreeRTOS ile açık kaynak yazılımınızı lisanslayabilir veya farklı bir lisanslama modeli izleyerek kodunuzu kilitli tutabilir ve destek alabilirsiniz. Benzer şekilde FreeRTOS üzerinde geliştirme yapmak istiyorsanız, sitedeki tüm kaynakları bulabilirsiniz.
yazar: Anais Ecker
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]