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    linux与rtos有什么区别

    长期闲置长期闲置2022-05-09 16:53:09原创247

    linux与rtos的区别:rtos是实时操作系统,是多任务、有线程优先级、多种中断级别的系统,能在规定时间内做出快速响应;而linux是分时操作系统,是可以拥有多个用户的操作系统,linux也可以通过配置内核修改成实时系统。

    本教程操作环境:linux7.3系统、Dell G3电脑。

    linux与rtos有什么区别

    RTOS是实时操作系统;Linux是时分系统,不过可以通过配置内核改成实时系统

    实时操作系统

      英文称Real Time Operating System,简称RTOS。

      1、实时操作系统定义

       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。因而,提供及时响应和高可靠性是其主要特点。实时操作系统有硬实时和软实时之分,硬实时要求 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。我们通常使用的操作系统在经过一定改 变之后就可以变成实时操作系统。

      实时操作系统是保证在一定时间限制内完成特定功能的操作系统。例如,可以为确保生产线上的机器人能获取某个物 体而设计一个操作系统。在“硬”实时操作系统中,如果不能在允许时间内完成使物体可达的计算,操作系统将因错误结束。在“软”实时操作系统中,生产线仍然 能继续工作,但产品的输出会因产品不能在允许时间内到达而减慢,这使机器人有短暂的不生产现象。一些实时操作系统是为特定的应用设计的,另一些是通用的。 一些通用目的的操作系统称自己为实时操作系统。但某种程度上,大部分通用目的的操作系统,如微软的Windows NT或IBM的OS/390有实时系统的特征。这就是说,即使一个操作系统不是严格的实时系统,它们也能解决一部分实时应用问题。

      2、实时操作系统的特征

      1)多任务;

      2)有线程优先级

      3)多种中断级别

      小的嵌入式操作系统经常需要实时操作系统,内核要满足实时操作系统的要求。

      3、实时操作系统的相关概念

      (1)基本概念

      代码临界段:指处理时不可分割的代码。一旦这部分代码开始执行则不允许中断打入;

      资源:任何为任务所占用的实体;

      共享资源:可以被一个以上任务使用的资源;

      任务:也称作一个线程,是一个简单的程序。每个任务被赋予一定的优先级,有它自己的一套CPU寄存器和自己的栈空间。典型地,每个任务都是一个无限的循环,每个任务都处在以下五个状态下:休眠态,就绪态,运行态,挂起态,被中断态;

      任务切换:将正在运行任务的当前状态(CPU寄存器中的全部内容)保存在任务自己的栈区,然后把下一个将要运行的任务的当前状态从该任务的栈中重新装入CPU的寄存器,并开始下一个任务的运行;

      内核:负责管理各个任务,为每个任务分配CPU时间,并负责任务之间通讯。分为不可剥夺型内核于可剥夺型内核;

      调度:内核的主要职责之一,决定轮到哪个任务运行。一般基于优先级调度法;

      (2)关于优先级的问题

      任务优先级:分为优先级不可改变的静态优先级和优先级可改变的动态优先级;

      优先级反转:优先级反转问题是实时系统中出现最多的问题。共享资源的分配可导致优先级低的任务先运行,优先级高的任务后运行。解决的办法是使用“优先级继承”算法来临时改变任务优先级,以遏制优先级反转。

      (3)互斥

      虽然共享数据区简化了任务之间的信息交换,但是必须保证每个任务在处理共享共享数据时的排他性。使之满足互斥条件的一般方法有:关中断,使用测试并置位指令(TAS),禁止做任务切换,利用信号量。

      因为采用实时操作系统的意义就在于能够及时处理各种突发的事件,即处理各种中断,因而衡量嵌入式实时操作系统的最主要、最具有代表性的性能指标参数无疑应该是中断响应时间了。中断响应时间通常被定义为:

      中断响应时间=中断延迟时间+保存CPU状态的时间+该内核的ISR进入函数的执行时间[2]。

      中断延迟时间=MAX(关中断的最长时间,最长指令时间) + 开始执行ISR的第一条指令的时间[2]。

    分时操作系统

      英文:Time-sharing Operating System

      释义: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。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。分时操作系统的特点是可有效增加资源的 使用率。例如UNIX系统就采用剥夺式动态优先的CPU调度,有力地支持分时操作。

      产生分时系统是为了满足用户需求所形成的一种新型 OS 。它与多道批处理系统之间,有着截然不同的性能差别。用户的需求具体表现在以下几个方面: 人—机交互 共享主机 便于用户上机

      分时系统的基本思想

      时间片 :是把计算机的系统资源(尤其是 CPU时间)进行时间上的分割,每个时间段称为一个时间片,每个用户依次轮流使用时间片。

      分时技术:把处理机的运行时间分为很短的时间片,按时间片轮流把处理机分给各联机作业使用。

      分时操作系统:是一种联机的多用户交互式的操作系统。一般采用时间片轮转的方式使一台计算机为多个终端服务。对每个用户能保证足够快的响应时间,并提供交互会话能力。

      设计目标: 对用户的请求及时响应,并在可能条件下尽量提高系统资源的利用率。

      工作方式:

      一台主机连接了若干个终端;每个终端有一个用户在使用;交互式地向系统提出命令请求;系统接受每个用户的命令;采用时间片轮转方式处理服务请求;并通过交互方式在终端上向用户显示结果;用户根据上步结果发出下道命令

      分时系统实现中的关键问题:及时接收。及时处理。

      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。

      影响响应时间的因素:终端数目多少、时间片的大小、信息交换量、信息交换速度。

    相关推荐:《Linux视频教程

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