Требования к операционным системам реального времени

Как известно, система реального времени (СРВ) должна давать отклик на любые непредсказуемые внешние воздействия в течение предсказуемого интервала вре­мени. Для этого должны выполняться следующие требования.

- Ограничение времени отклика. После наступления события реакция на него га­рантированно должна последовать до предустановленного крайнего срока. От­сутствие такого ограничения рассматривается как серьезный недостаток про­граммного обеспечения.

- Одновременность обработки. Даже если наступает более одного события одно­временно, все временные ограничения для всех событий должны быть выдер­жаны. Это означает, что системе реального времени должен быть присущ па­раллелизм, что достигается использованием нескольких процессоров и/или многозадачного подхода.

Примерами систем реального времени являются системы управления атомными электростанциями или какими-нибудь технологическими процессами, системы медицинского мониторинга, системы управления вооружением, системы косми­ческой навигации, системы разведки, системы управления лабораторными экспе­риментами, системы управления автомобильными двигателями, робототехника, телеметрические системы управления, системы антиблокировки тормозов, систе­мы сигнализации — список в принципе бесконечен.

Иногда можно услышать из разговоров специалистов, что различают системы «мяг­кого» и «жесткого» реального времени. Различие между жесткой и мягкой СРВ зависит от требований к системе — система считается жесткой, если «нарушение временных ограничений недопустимо», и мягкой, если «нарушение временных ограничений нежелательно». В недалеком прошлом велось множество дискуссий о точном смысле терминов «жесткая» и «мягкая» СРВ. Можно даже показать, что

294______________________________ Глава 9. Архитектура операционных систем

мягкая СРВ не является СРВ вовсе, ибо основное требование о соблюдении вре­менных ограничений не выполнено. В действительности термин СРВ часто не­правомерно применяют по отношению к быстрым системам.

Часто путают понятия СРВ и ОСРВ (операционная система реального времени), а также неправильно используют атрибуты «мягкая» и «жесткая», когда говорят, что та или иная ОСРВ мягкая или жесткая. Нет мягких или жестких операцион­ных систем реального времени. ОСРВ может только служить основой для постро­ения мягкой или жесткой СРВ. Сама по себе ОСРВ не препятствует тому, что ваша СРВ будет мягкой. Например, пусть вы решили создать СРВ, которая должна ра­ботать через Ethernet по протоколу TCP/IP. Такая система не может быть жест­кой СРВ, поскольку сама сеть Ethernet в принципе непредсказуема вследствие использования случайного метода доступа к среде передачи данных, в отличие, например, от сети IBM Token Ring или ARC Net, в которых используются детер­минированные методы доступа.

Итак, перечислим основные требования к ОСРВ.