سیستم‌عامل بی‌درنگ

سیستم‌عامل بی‌درنگ، که به طور گسترده با نام RTOS شناخته می‌شود، به کنترل‌کننده اجازه می‌دهد تا بر اساس اولویت، به وظایف ورودی پاسخ داده و آن‌ها را در یک بازه زمانی مشخص به انجام برساند.

در نگاه اول، یک RTOS ممکن است شبیه به هر برنامه نهفته یا فریمور به نظر برسد، اما در واقع بر اساس ساختار یک سیستم‌عامل طراحی شده است. بنابراین، مانند سایر سیستم‌عامل‌ها، RTOS قادر است چندین برنامه را به‌طور همزمان اجرا و مدیریت کند، با پشتیبانی از مالتی‌پلکسینگ. از لحاظ فنی، RTOS با اجرای تنها یک دستورالعمل در هر لحظه، توهم مالتی‌تسکینگ را ایجاد می‌کند.

مفهوم سیستم‌عامل بی‌درنگ

در سیستم‌های بی‌درنگ، وظایف مرتبط با درخواست‌ها باید در مدت زمان مشخصی اجرا شوند. این سیستم‌ها در کاربردهای حساس پزشکی، نظامی، کنترل نیروگاه‌های هسته‌ای و موارد مشابه استفاده می‌شوند. در این گونه سیستم‌ها، پاسخ به درخواست‌ها باید حتماً در زمان معین ارسال شود؛ در غیر این صورت، سیستم دچار اختلال شده و ممکن است در کاربردهای حساس به فاجعه منجر شود.

به همین دلیل، نوع پیاده‌سازی، کنترل زمان پاسخگویی، سربار و نحوه اجرای الگوریتم‌ها، و همچنین بستر سیستم‌عامل (RTOS) و سخت‌افزار اهمیت فراوانی دارند. سیستم‌های بی‌درنگ و سیستم‌های توزیع زمانی، دو پیاده‌سازی کاملاً متفاوت با عملکردهای متفاوت هستند. به دلیل ماهیت پاسخ‌دهی بی‌درنگ، حافظه اشتراکی و اشتراک زمانی عملاً کاربردی ندارند. به همین دلیل، در سیستم‌های بی‌درنگ معمولاً از سیستم‌عامل‌های مدرن و رسانه‌های ذخیره‌سازی مانند هارد دیسک استفاده نمی‌شود.

انواع سیستم عامل درنگ همتا

سیستم عامل بی درنگ را عمدتاً به سه قسمت تقسیم بندی می شود:

سیستم عامل بی درنگ سخت

در سیستم‌عامل بی‌درنگ سخت، زمان مقرر (deadline) به طور بسیار دقیقی رعایت می‌شود. این بدان معناست که وظیفه داده شده باید دقیقاً در زمان برنامه‌ریزی شده اجرا شود و حتماً در مدت زمان تعیین شده به پایان برسد.

سیستم عامل بی‌درنگ ثابت

در این نوع RTOS، وظایف باید از زمان مقرر پیروی کنند، اما از دست دادن مهلت زمانی تأثیر زیادی ندارد. با این حال، این می‌تواند منجر به تأثیرات نامطلوبی شود، مانند کاهش شدید کیفیت یک محصول.

سیستم عامل بی‌درنگ نرم

در سیستم‌عامل بی‌درنگ نرم، برخی تأخیرها توسط سیستم‌عامل پذیرفته می‌شوند. در این نوع سیستم‌عامل، برای هر وظیفه مهلتی تعیین می‌شود، اما تأخیرهای کوتاه‌مدت قابل قبول هستند. بنابراین، زمان مقرر (deadline) توسط این نوع RTOS با انعطاف بیشتری کنترل می‌شود.

تفاوت سیستم‌عامل و سیستم‌عامل بی‌درنگ


تفاوت اصلی بین سیستم‌عامل‌هایی مانند ویندوز یا یونیکس و سیستم‌عامل‌های بی‌درنگ که در سیستم‌های نهفته استفاده می‌شوند، زمان پاسخگویی به رویدادهای خارجی است. سیستم‌عامل‌های معمولی، پاسخ‌هایی غیر قطعی ارائه می‌دهند، به این معنا که هیچ تضمینی برای زمان تکمیل وظایف وجود ندارد، اما تلاش می‌کنند تا پاسخگویی مناسبی به کاربر داشته باشند.
از سوی دیگر، یک سیستم‌عامل بی‌درنگ، پاسخ‌های سریع و بسیار قطعی به رویدادهای خارجی ارائه می‌دهد. سیستم‌عامل بی‌درنگ سخت (Hard RTOS) تضمین می‌کند که وظایف در زمان مشخصی به پایان برسند، در حالی که سیستم‌عامل بی‌درنگ نرم (Soft RTOS) با کمی انعطاف‌پذیری، تأخیرهای کوتاه‌مدت را می‌پذیرد.

کارکردهای اصلی سیستم عامل بلادرنگ همتا

خدمات سیستم‌عامل بی‌درنگ

زمان‌بندی

هماهنگ‌سازی و پیام‌رسانی

معیار انتخاب سیستم‌عامل بلادرنگ

پاسخگویی: الگوریتم‌های زمان‌بندی سیستم‌عامل‌های بی‌درنگ به دقت زمان‌بندی و تأخیرها توجه دارند. رعایت مهلت‌های مشخص برای جلوگیری از خرابی سیستم ضروری است.
منابع سیستم: هسته‌های میکرو با استفاده کم از منابع، عملکرد زمان واقعی را ارائه می‌دهند و برای سیستم‌های با RAM/ROM محدود مناسب‌اند. در مقابل، سیستم‌عامل‌های جامع مانند Linux یا WinCE محیط‌های غنی‌تری دارند، اما پاسخگویی کمتری ارائه می‌دهند و برای نیازهای زمان واقعی کمتر مناسبند.

تماس با ما

همین الان شروع کنید

درخواست خود را با ما به اشتراک بگذارید.

متخصصان ما در سریع ترین زمان در مورد نیازهای پروژه با شما صحبت می‌کنند.

برآوردهای یک پروژه را با شما مطرح می‌کنیم.

در سریع ترین زمان بعد از توافق پروژه را شروع می‌کنیم.