리눅스와 rtos의 차이점은 무엇입니까

Linux와 rtos의 차이점: rtos는 실시간 운영 체제, 멀티 태스킹, 스레드 우선 순위 및 다중 인터럽트 수준을 갖춘 시스템으로, 지정된 시간 내에 빠르게 응답할 수 있는 반면 Linux는 시간 공유 운영 체제입니다. 여러 사용자가 함께 사용할 수 있는 운영체제인 리눅스도 커널 구성을 통해 실시간 시스템으로 변형할 수 있다.

이 튜토리얼의 운영 환경: linux7.3 시스템, Dell G3 컴퓨터.

linux와 rtos의 차이점은 무엇인가요

RTOS는 실시간 운영 체제입니다. Linux는 시분할 시스템이지만 커널을 구성하여 실시간 시스템으로 변경할 수 있습니다

Real-time Operating system

　영문명은 Real Time Operating System, 줄여서 RTOS입니다.

　1. 실시간 운영체제의 정의

　 실시간 운영체제(RTOS)란 외부 이벤트나 데이터가 발생하면 충분히 빠른 속도로 이를 받아들여 처리할 수 있으며, 처리 결과를 지정된 시간 내에 처리되도록 생산 프로세스를 제어하거나 처리 시스템에 신속하게 응답하고 모든 실시간 작업이 조화롭게 실행되도록 제어하는 ​​운영 체제입니다. 따라서 시기적절한 응답과 높은 신뢰성을 제공하는 것이 주요 특징입니다. 실시간 운영 체제는 하드 실시간과 소프트 실시간으로 구분됩니다. 하드 실시간은 운영 체제 설계 시에만 보장되는 지정된 시간 내에 작업이 완료되어야 합니다. 작업의 우선순위에 따라 최대한 빨리 작업을 완료해야 합니다. 우리가 일반적으로 사용하는 운영 체제는 특정 변경 후에 실시간 운영 체제가 될 수 있습니다.

　 실시간 운영체제는 특정 시간 내에 특정 기능의 완료를 보장하는 운영체제입니다. 예를 들어, 생산 라인의 로봇이 물체에 접근할 수 있도록 운영 체제를 설계할 수 있습니다. "하드" 실시간 운영 체제에서는 개체에 도달할 수 있도록 하는 계산을 허용된 시간 내에 완료할 수 없으면 운영 체제가 오류와 함께 종료됩니다. "소프트" 실시간 운영 체제에서는 생산 라인이 계속 작동할 수 있지만 제품이 허용된 시간 내에 도착하지 못하기 때문에 제품의 출력이 느려지고 이로 인해 로봇이 짧은 시간을 가지게 됩니다. 비생산. 일부 실시간 운영 체제는 특정 애플리케이션용으로 설계되었지만 다른 운영 체제는 범용입니다. 일부 범용 운영 체제는 스스로를 실시간 운영 체제라고 부릅니다. 그러나 Microsoft의 Windows NT나 IBM의 OS/390과 같은 대부분의 범용 운영 체제는 어느 정도 실시간 시스템 특성을 가지고 있습니다. 즉, 운영 체제가 엄밀히 말하면 실시간 시스템이 아니더라도 일부 실시간 애플리케이션 문제를 해결할 수 있습니다.

　2. 실시간 운영체제의 특징

　1) 멀티태스킹,

　2) 스레드 우선순위

　3) 다중 인터럽트 수준

소형 임베디드 운영체제에는 실시간 운영체제가 필요한 경우가 많으며, 커널은 실시간 운영 체제의 요구 사항을 충족해야 합니다.

　3. 실시간 운영체제 관련 개념

　 (1) 기본 개념

　 코드 크리티컬 섹션: 처리 과정에서 나눌 수 없는 코드를 말합니다. 코드의 이 부분이 실행되기 시작하면 인터럽트가 허용되지 않습니다.

리소스: 작업이 차지하는 모든 엔터티

공유 리소스: 둘 이상의 작업에서 사용할 수 있는 리소스. , 간단한 프로그램입니다. 각 작업에는 특정 우선순위가 부여되며 자체 CPU 레지스터 세트와 자체 스택 공간이 있습니다. 일반적으로 각 작업은 무한 루프이며 각 작업은 수면 상태, 준비 상태, 실행 중 상태, 일시 중지 상태, 중단 상태 등 5가지 상태에 있습니다.

　작업 전환: 실행 중 작업의 현재 상태(모두; CPU 레지스터의 내용)이 작업의 자체 스택 영역에 저장되고, 실행될 다음 작업의 현재 상태가 작업 스택에서 CPU 레지스터로 다시 로드되고 다음 작업이 시작됩니다. 커널: 다양한 작업을 관리하고 각 작업에 CPU 시간을 할당하며 작업 간 통신을 담당합니다. 비선점형 코어와 선점형 코어로 구분됩니다.

스케줄링: 커널의 주요 책임 중 하나는 실행할 작업을 결정하는 것입니다. 일반적으로 우선순위 스케줄링 방법을 기반으로 합니다.

　　 (2) 우선순위에 대한 문제

　 작업 우선순위: 우선순위가 변경되지 않는 정적 우선순위와 변경 가능한 우선순위가 있는 동적 우선순위로 구분됩니다.

　 우선순위 역전: 우선순위 역전 문제는 가장 일반적인 문제입니다. 실시간 시스템. 공유 리소스를 할당하면 우선 순위가 낮은 작업이 먼저 실행되고 우선 순위가 높은 작업이 나중에 실행될 수 있습니다. 해결책은 "우선순위 상속" 알고리즘을 사용하여 작업 우선순위를 일시적으로 변경하여 우선순위 역전을 억제하는 것입니다.

　　(3) 상호 배제

　공유 데이터 영역은 업무 간 정보 교환을 단순화하지만, 공유 데이터 처리 시 각 업무의 배타성은 보장되어야 한다. 상호 배제 조건을 충족시키는 일반적인 방법에는 인터럽트 끄기, 테스트 및 설정 명령어(TAS) 사용, 작업 전환 금지, 세마포 사용 등이 있습니다.

실시간 운영체제를 사용한다는 의미는 다양한 긴급상황, 즉 다양한 인터럽트를 적시에 처리할 수 있다는 점이므로, 임베디드 실시간 운영체제를 측정하는 가장 중요하고 대표적인 성능지수 매개변수 시스템은 의심할 여지없이 응답 시간이 끝났습니다. 인터럽트 응답 시간은 일반적으로 다음과 같이 정의됩니다.

　인터럽트 응답 시간 = 인터럽트 지연 시간 + CPU 상태를 저장하는 시간 + 커널의 ISR 진입 기능 실행 시간[2].

　 인터럽트 지연 시간 = MAX(인터럽트를 끄는 최대 시간, 최대 명령 시간) + ISR의 첫 번째 명령 실행을 시작하는 시간[2].

Time-sharing Operating System

English: Time-sharing Operating System

정의: 컴퓨터가 동시에 여러 명, 수십 명, 수백 명의 사용자에게 서비스를 제공할 수 있게 해주는 운영 체제입니다. 컴퓨터를 많은 최종 사용자에게 연결함으로써 시분할 운영 체제는 시스템 프로세서 시간과 메모리 공간을 일정한 간격으로 차례로 각 최종 사용자의 프로그램으로 전환합니다. 시간 간격이 짧기 때문에 각 사용자는 마치 컴퓨터를 혼자 소유하고 있는 것처럼 느낍니다. 시분할 운영체제의 특징은 자원 활용도를 효과적으로 높일 수 있다는 점이다. 예를 들어, UNIX 시스템은 시간 공유 작업을 효과적으로 지원하기 위해 박탈된 동적 우선순위 CPU 스케줄링을 사용합니다.

　시분할 시스템은 사용자의 요구를 충족시키기 위해 형성된 새로운 유형의 OS입니다. 다중 채널 일괄 처리 시스템과 완전히 다른 성능 차이가 있습니다. 사용자의 요구는 구체적으로 다음 측면에 반영됩니다. 인간-컴퓨터 상호 작용 공유 호스트는 사용자가 컴퓨터에 접속하는 것을 용이하게 합니다

시간 공유 시스템의 기본 아이디어

타임 슬라이스: 시간을 공유하는 것입니다. 컴퓨터의 시스템 리소스(특히 CPU 시간) 각 기간을 타임 슬라이스라고 하며 각 사용자는 차례로 타임 슬라이스를 사용합니다.

시간 공유 기술: 프로세서의 실행 시간을 짧은 시간 조각으로 나누고, 시간 조각에 따라 프로세서를 각 온라인 작업에 차례로 할당합니다.

　 시간 공유 운영 체제: 온라인 다중 사용자 대화형 운영 체제입니다. 일반적으로 타임 슬라이스 회전은 하나의 컴퓨터가 여러 터미널에 서비스를 제공할 수 있도록 하는 데 사용됩니다. 각 사용자에 대해 충분히 빠른 응답 시간을 보장하고 대화형 세션 기능을 제공합니다.

디자인 목표: 적시에 사용자 요청에 응답하고 가능한 경우 시스템 리소스 활용도를 극대화합니다.

　작업 방법:

　호스트는 사용자에 의해 사용됩니다. 시스템은 각 사용자의 명령을 수락하여 서비스 요청을 처리합니다. 결과는 터미널에서 사용자에게 대화형으로 전달되며 사용자는 이전 단계 결과에 따라 다음 명령을 내립니다.

　시간 공유 시스템 구현의 핵심 문제: 적시 수신. 즉시 처리하십시오.

기능:

상호작용: 사용자는 시스템과 인간-컴퓨터 대화에 참여합니다.

　 다중 경로 지정: 여러 사용자가 동시에 각 터미널에서 동일한 CPU를 사용할 수 있습니다.

　 독립성: 사용자는 서로 간섭하거나 혼동하지 않고 독립적으로 작동할 수 있습니다.

　적시성: 사용자는 짧은 시간 내에 시스템으로부터 적시에 답변을 얻을 수 있습니다.

응답 시간에 영향을 미치는 요소는 단말기 수, 타임 슬라이스 크기, 정보 교환량, 정보 교환 속도입니다.

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