فهرست مطالب:
· فصل اول : زمانبندی بلادرنگ...................................................................7
مقدمه....................................................................................................................8
مشخصات سیستم های بلادرنگ...............................................................................9
زمانبندی بلادرنگ................................................................................................14
رویکردهای ایستای مبتنی بر جدول.......................................................................16
رویکردهای ایستای مبتنی بر اولویت و با قبضه کردن.............................................16
رویکردهای پویا بر اساس برنامه ریزی...................................................................16
رویکردهای پویا با بهترین کوشش.........................................................................17
زمانبندی ایستا مبتنی بر جدول.............................................................................18
زمانبندی ایستای مبتنی بر اولویت و با قبضه کردن................................................18
زمانبند مهلت زمانی.............................................................................................18
زمانبندی Linux .............................................................................................26
زمانبندی Unix SVR4.....................................................................................28
· فصل دوم : الگوریتم های برنامه ریزی و حمایت سیستم های اجرایی برای سیستم های بلادرنگ..............................................................................31
خلاصه..............................................................................................................32
برنامه ریزی بلادرنگ.........................................................................................35
متریک های اجرا در سیستم های بلادرنگ..........................................................36
الگوهای برنامه ریزی.........................................................................................38
الگوریتمهای برنامه ریزی برای این الگوها.....................................................40
برنامه ریزی ثابت Table –Driven ..........................................................41
برنامه ریزی priority driven preemptive .........................................42
برنامه ریزی دینامیک ....................................................................................43
برنامه ریزی Best –Effort دینامیک..........................................................44
موضوعات برنامه ریزی مهم............................................................................45
برنامه ریزی با محدودیتهای توان خطا............................................................45
برنامه ریزی با احیای منابع.............................................................................46
سیستم اجرایی بلادرنگ ................................................................................46
هسته های کوچک ، سریع و اختصاصی............................................................47
توسعه های زمان واقعی برای سیستم های اجرای بازرگانی................................48
سیستم های اجرای تحقیق................................................................................50
هسته MARS..................................................................................................51
هسته SPRING..............................................................................................52
هستهMARUTI ..............................................................................................52
هسته ARTS ..................................................................................................52
· فصل سوم : بررسی ارتباط میان اجزای یک سیستم جامع بلادرنگ............ 55
خلاصه.................................................................................................................56
شرح رابط میان RTOS و برنامه کاربردی............................................................58
شرح عملگرهای بهبودیافته....................................................................................63
تشریح مطالعات تجربی..........................................................................................69
فصل چهارم : منابع...............................................................................73
فهرست جدول ها و شکلها :
شکل 1 – 1 : زمانبندی یک فرایند بلادرنگ.........................................................15
شکل 1 – 2 : زمانبندی وظیفه های بلادرنگ متناوب با مهلتهای زمانی کامل شدن....................................................................................................................22
شکل 1 – 3 : زمانبندی وظیفه های بلادرنگ نامتناوب با مهلتهای زمانی در شروع..................................................................................................................24
شکل 1 – 4 : مثالی از زمانبندی Linux.............................................................28
شکل 1 – 5: طبقه های اولویت در SVR4 ......................................................30
جدول 1 -1 : اطلاعات اجرای دو وظیفه متناوب..............................................22
جدول1 – 2: اطلاعات اجرای پنج وظیفه نامتناوب...........................................25
شکل 3 – 1: معماری سیستم جامع.......................................................................58
شکل 3 – 2 : پروتکل ارتباط RS- 232C .........................................................60
شکل 3 – 3: خطای checksum .......................................................................62
شکل 3 – 4 : زمان تزریق خطا............................................................................64
شکل 3 – 5 : عملگرهای جهش یافته..................................................................67
شکل 3 – 6 : مثالی از CRM .............................................................................68
شکل 3 – 7 : مثالی از CRH ...............................................................................68
جدول 3 – 1: رابط میان RTOS و برنامه........................................................61
جدول 3 – 2 : محل تزریق خطا........................................................................65
جدول 3 – 3 : RTOS و برنامه های کاربردی ..............................................70
جدول 3 – 4 : تعداد رابطهای بین RTOS و برنامه........................................71
مقدمه:
مهمترین کاربرد سیستمهای بلادرنگ در رابطه با عملیات کنترل پردازش است . خاصیت مهم سیستم عاملهای بلادرنگ این است که هر فعل و انفعال با کامپیوتر بایستی یک پاسخ در مدت زمانی که از قبل تعیین شده است دریافت دارد . سیستم بایستی بتواند این زمان پاسخ را گارانتی بکند (عواقب زمان پاسخ بد در رابطه با سیستمی که یک هواپیما و یا یک کارخانه شیمیایی را کنترل میکند را میتوان براحتی تصور کرد ) . مسئله زمان پاسخ در عمل به این معناست که معمولاً نرم افزار بصورت خاص-منظور است و به کاربرد بخصوصی اختصاص یافته است . دستگاههای جنبی چنین سیستمهایی نیز به احتمال قوی دستگاههای بخصوصی هستند . مثلاً ممکن است که از وسایل حس کننده که با سیگنالهای آنالوگ عمل می کنند به جای ترمینالهای عادی استفاده شوند
مشخصات سیستمهای عامل بلادرنگ:
سیستمهای عامل بلادرنگ را میتوان با داشتن ملزومات یگانه در پنج حوزه عمومی زیر مشخص نمود:
· قطعی بودن
· پاسخ دهی
· کنترل کاربر
· قابلیت اطمینان
· نرمش با خطا
سیستم عاملی قطعی است که عملیات خود را در زمانهای ثابت یا فواصل زمانی از پیش تعیین شده ، انجام دهد. وقتی چند فرایند در رقابت برای منابع و زمان پردازنده هستند ، هیچ سیستمی نمی تواند قطعی باشد. در یک سیستم عامل بلادرنگ ، درخواستهای فرایند برای خدمت توسط رخدادها و زمانبندی های خارجی اعمال می شود. میزان پاسخگویی سیستم عامل به درخواستها ، اولاً به سرعتی که می تواند به وقفه ها پاسخ دهد و ثانیاً به اینکه آیا سیستم ظرفیت کافی برای اداره تمام درخواستها ، در زمان معلوم دارد یا خیر، وابسته است .
یک معیار مفید برای قابلیت عملکرد قطعی سیستم عامل، حداکثر تأخیر از زمان ورود یک وقفه دستگاه با اولویت بالا ، تا زمان شروع خدمت است . در سیستم های عامل غیر بلا درنگ ، این تأخیر ممکن است در محدوده دهها تا صدها میلی ثانیه باشد ، در حالیکه در یک سیستم عامل بلادرنگ ممکن است این تأخیر حد بالایی از محدوده چند میکرو ثانیه تا یک میلی ثانیه داشته باشد .