صفحه 1:
صفحه 2:
SAE
موضوع :
سيستم عامل هاي شبكه با تاكيد بر سيستم عامل
هاي بلادرنگ
صفحه 3:
تعریف سیستم عامل :
در فرهنگ رایانه سیستم عامل (به انگلیسی:
Cul (5) Silay (Operating System 48
مدیریت منابع رایانه را به عهده گرفته و بستری را
فراهم می‌سازد که نرم افزار کاربردی اجرا شده و از
خدمات آن استفاده کنند.
صفحه 4:
فهرست
تعریف سیستم عامل :
© وظايف سيستم عامل :
© جند سيستم عامل معروف جهان :
© انواع سيستم عامل هاى شبكه :
© سيستم هاى توزيع شده :
© سيستم هاى جند وظيفه اى :
© سيستم هاى جند يردازنده اى :
© تقسيم بندى سيستم عامل هاى جند يردازندهاى :
© سيستم متقارن از جند جنبه نسبت به نوع نامتقارن برترى دارد:
صفحه 5:
فهرست
: سیستم های بلادرنگ ٩
: ويژگيهاي سیستم هاي بلادرنگ ٩
: كاربردهاي سيستمهاي بلادرنگ ٩
: شبکه بلادرنگ
* مثال هايي از شبکه هاي بلادرنگ :
#سیستم هاي بلادرنگ سخت :
: سیستم هاي بلادرنگ نرم ٩
: کاربردهای سیستم بی درنگ نرم
مدلهاي وظیفه درسيستمهاي بلادرنگ:
: زمانبندي در سيستمهاي بلادرنگ ٩
: روشهای زمانبندی بلادرنگ
صفحه 6:
© سه روش زمانبندی بلا درنگ پویا :
© سيستم عامل هاي بي دردك : ۱
© فلسفه طراحي اين نوع سيستم عاملها :
9 مشخصات سیستم عامل هاي بلادرنگ:
زمان بندي :
: ارتباطات بین وظیفه وتسهیم منابع ٩
#سرویس دهنده وقفه ها وزمانبندي آنها:
تخصیص حافظه :
© جكونكي انتخاب يك سيستم عامل بلادر:
© ليست 5105 :
#نتیجه گيري
صفحه 7:
تم عامل :
وظایف سیستم
انجام مید هد
ار 3
© عامل دو کار عمده
سیستم
بالا
نكرش يايين به ب
0-
نكرش بالا به
-
يايين
صفحه 8:
به طور کلی» وظایف سیستم عامل:
© استفاده بهینه از منابع و جلوگیری از به هدر رفتن آنها
#تخصیص و آزاد سازی منابع
#اداره صف‌ها و زمان بندی استفاده از منابع
(Accounting) Gols Guse® ميزان استفاده از منابع
(security) Gus! tale
8ایجاد» حذف و اداره ثر ایندها
6 ایجاد مکانیسم‌های ارتباط بین ثر ایندها و همگام سازی آنها
صفحه 9:
ادامه *
#مدیریت فایل‌ها و بو ها
#مدیریت حافظه‌های اصلی و جانبی
#برقراری امکان دسترسی چندتایی (Multiaccess) 3
اجراى هم روند \eaul§ (Concurrent)
#به اشتراك (Resource Sharing) ats cS
#تعیین راهکارهایی برای اداره بن بست 06301061)ها
#جلوگیری از شرایط رقابتی (Race Condition) 3
تداخل یا در هم قفل شدن (۱0۳6۲۱۵۱) ثر ایندها
#جلوگیری از گرسنگی (Starvation)
صفحه 10:
امروزه پرکاربردترین سیستم عامل جهان, ويندوز است كه بر روى بيشتر رايانههاى شخصى نصب شدداست.
صفحه 11:
سيسكم معروف جهان :
تم عامل
حند سب
ْ يونيكس
: ۲ ریس (سیستم عامل)
© سوال
#بی اس 2 5
ده
#مک او ysl
ام وی اد
ویلز (سیستم عامل)
صفحه 12:
صفحه 13:
انواع سیستم عامل های شبکه :
#سیستم های توزیع شده
٩سیستم های چند وظیفه ای
#سیستم های چند پردازنده ای
#سیستم های بلادرنگ
صفحه 14:
سیستم های توزیع شده :
٩سیستم عامل توزیع شده در یک محیط شبکه ای
اجراء می‌شود. در این سیستم قسمتهای مختلف برنامه
کاربر بدون آنکه خود او متوجه شود می‌توانند
همزمان در چند کامپیوتر مجزا اجرباء شده و سپس
نتایج نهایی به کامپیوتر اصلی کاربر بر گردند.
صفحه 15:
مزایا :
٩ سرعت بالاي اجراي برنامه ها
8امکان قراردادن بانكهاي اطلاعاتي حجیم
#افزايش امنيت
معايب :
). خرابي يك كامييوتركل عمل سيستم رامختل مي كذ
©. قابليت اعتماد كم .
صفحه 16:
ل سا رز دی کت سا ها هرید زرد ره رده فد ی رد
نکته 2 : پردازنده‌ها از طریق pills Doe
گذرگاه‌های سریع يا خطوط تلفن ارتباط دا
صفحه 17:
۳ كفده :
سیستم cla چند وظیفه ای :
#در تکنیک چند نخی (۳0۱۷|1[]3511۳09) یک فرایند
4S (process) برنامه‌ای در حال اجراست , می‌تواند به
بخشها یا نخهایی (بندهایی ) تقسیم شود که می‌توانند به
صورت همزمان اجراء شوند .
برنامه‌هایی که چند وظیفه مستقل از هم را انجام می‌دهند
می‌توانند به صورت چند نخی نوشته شوند. گاهی اوقات به
سیستمهای sie cline multithreading تکلیفی بر
جند وظيفه gs 4S ps (multitasking) os! شود.
صفحه 18:
کلیه اطلاعات مربوط به هر پروسس , در یکی از جداول سیستم عامل به نام جداول
628 00۳۲۵۱ ۴۲06655 ذخیره مي شود :
٩ اطلاعات موجود در ۳8 عبارتند از:
- حالت جاری پردازش
- شماره شناسایی پردازش
- اولویت پردازش
- نشانی حافظه پردازش
- نشانی محل برنامه پردازش بر روی دیسک
- نشانی سایر منابع پردازش
- محلی برای حفظ باتها
صفحه 19:
سیستم های چند پردازنده ای :
#کامپیوترها می‌توانند به جای یک لا۳) چندین
لا) داشته باشند که در اینصورت به آنها سیستم
ga si Sas Multiprocessing استفاده از اين
سیستمها نیاز به یک سیستم عامل خاص می‌باشد که
بتواند چندین برنامه (یانخهای یک فرایند ) را به
صورت موازی واقعی روی آنها اجراء کند.
صفحه 20:
مزایا :
8- زیاد شدن توان عملیاتی (]ا0۳0۱19۳0])
© - صرفه جویی در هزینه‌ها
#تحمل پذیری در- برابر خطا(]1016۲3۳-]۱با۲۵)
صفحه 21:
نقسیم بندی سیستم عامل های چند پردازنده‌ای :
#سيستم عامل سیستم چند پردازنده‌ای نامتقارن
#سیستم عامل سیستم چند پردازنده‌ای متقارن
صفحه 22:
سیستم متقارن از چند جنبه نسبت به نوع نامتفارن برتری دارد:
٩ اگر یک پردازنده از کار بیفتد سیستم عامل می‌تواند روی پردازنده‌های دیگر
اجراء شود.
© سيستم عامل قابل حمل ( 00۲۵06) بر روی سیستم های سخت افزار:
مختلف است.
۶ باعث متعادل شدن (0313۳061۳9) بار سیستم می‌شود.
نکته : به سیستمهای چند پردازنده‌ای
Coupled با ارتباط محکم نیز گفته ميشود چرا که
کلاک (/106)) » گذرگاه و همچنین حافظه مشت
صفحه 23:
۳
سيستم های بلادرنگ :
"به سيتمي بلادرنگ گفته مي شود كه صحت درستي يك فرايند
تنها وابسته به صحت منطقي نباشدء بلكه به زماني كه در آن
اجرا مي شود نيز وابسته باشد .“
ويژگيهاي سیستم هاي بلادرنگ :
#سیستمهای بی درنگ معمولاً به عنوان یک کنترل کننده در
یک کاربرد خاص استفاده می‌شوند.
صفحه 24:
ويژگيهاي سیستم هاي بلادرنگ :
#در در سیستمهای بی درنگ زمان پاسخ باید سریع و تضمین
شده باشد.
#سیستمهای بی درنگ معمولاً وسایل ذخیره سازی ثانویه وجود
ندارد و به جای آن از حافظه های ۳۵ استفاده می‌شود.
سیستم عاملهای پیشرفته نیز در این سیستمها وجود ندارند چرا
که سیستم عامل کاربر را از سخت افزار جدا مىكند و اين جدا
سازی باعث عدم قطعیت در زمان پاسخگویی می‌شود.
#سيستمهاى بی درنگ با سیستمهای اشتراک زمانی تناقض
دارند
صفحه 25:
كاربردهاي سيستمهاي بلادرنگ :
٩سیستم کنترل دیجیتال(|60۳۳0 010131
(system
٩سیستم فرمان و کنترل(2۳00 60۳۴۴8۵۲0
(control system
(signal processing) JiSu Gijl 2°
#سیستم ارتباطات راه
دور (telecommunication system)
51° كاربردهاي جدید سيستمهاي بلادرنگ مي توان
شبکه ها اشاره کرد در اذامه خواهیم دید :
صفحه 26:
شبکه بلادرنگ :
6 افزايش تعداد کاربر دهاي توزيعي بلادرنگ در
فراهم کردن سرويسهاي ارتباطي قابل پیش بيني»
منفعت زيادي داشته است.
#با توجه به طراحي شبکه هاي بي سیم امکان مکان
يابي در نواحي حادثه دیده را مي دهد.
صفحه 27:
مثال هايي از شبکه هاي بلادرنگ :
#در هنكام رانندكي »اين سيستمها كنترل موتور و ترمز و
همجنيز كنترل جراغهاي راهنمايي رانندكي منظم را بعهده
دارند.
#در هنگام پرواز این سیستمها کنترل برنامه هواپیما و آگاهي
از ز مان فرود و بلند شدن هواپیما » نگهداري مسیر پرواز را
به عهده دارد.
#در هنگام سرماخوردگي؛ اين سيستمها کنترل آگاهي و تنظیم
وضعیت فشار خون و ضربان قلب را بعهده دارد.
#در هنگام سلامت کامل این سیستمها ما را به وسیله بازیها
الكتريكي و سواريهاي مفرح سرگرم میکنند
صفحه 28:
۰ 2۰ ”
سیستم هاي بلادرنگ سخت :
#يك رد ه بندي كلاسيك» سیستم هاي سخت یا فوري است؛
اتمام يك فرایند بعد از محدودیت زماني مضر است که باعث
ایجاد خطا در منطقه بحراني ميشود.
#سيستمهاي بلادرنگ سخت در سطح پاييني از سخت افزار
فيزيكي عمل ميكند.
مثالها :
#سيتم كنترل موتور ماشين
#پردازشگرهاي کنترل صنعتي.
صفحه 29:
سیستم هاي بلادرنگ نرم :
در سیستمهای «بی درنگ نرم» یک وظیفه بی درنگ
بحرانی, نسبت به سایر وظایف اولویت دارد و تا پایان تکمیل
شدنش این ارجحیت را دارا خواهد بود. از آنجا که این
سیستمها مهلت زمانی (06011۳6) را پشتیبانی نمی کنند
استفاده از آنها در کنترل صنعتی ریسک آور است . هر چند
که اين سیستمهای بی درنگ نرم می‌بایست پاسخی سریع
داشته باشند ولی مساله پاسخ دهی به حادی سیستمهای بی
درنگ سخت نمی‌باشد .
صفحه 30:
کاربردهای سیستم بی درنگ نرم :
#رزرواسیون شرکتهای هواپیمایی
(multimedia) sis) ase
#واقعیت مجازی (۲6۵۱۱۲۷ 0۷۱۲۵۲۵۱
اين سیستمها به ویژگی‌های سیستم عاملهای پیشرفته (که توسط
بیدرنگ سخت حمایت نمی‌شوند)نیازمندند . بعضی از
نسخه‌های ]۱01 مانند 2 50/3۲5 خاصیت بیدرنگ نرا
را دارا می‌باشند.
صفحه 31:
مدلهاي وظیفه درسيستمهاي بلادرنگ:
#وظیفه هاي بلادرنگ دوره اي :
در حالت عمومي يك وظیفه بلادرنگ نیازمند مقدار مشخصي
منابع در طول يك دوره ي زماني خاص است. وظیفه
دورهاي وظیفه اي است که منابع را در واحد زمان تقاضا
ميكند و با تابع دورهاي (تناويي) نمایش داده ميشود. يعني
الگوهاي قطعي و مستمروقفه هاي زماني ین درخواستهاي
منابع دارد. علاوه بر اين نيازمندي يك وظيفهاي بلادرنگ
باید پردازش را توسط مهلت زماني خاص وابسته به زمان
كامل كند يعني بيدا كردن بردازشكر (يا يك منبع دیگر)
5
صفحه 32:
ادامه-
#وظیفه هاي بلادرنگ نامنظم :
يك وظیفه بلادرنگ نامنظم شامل فعالي تهاي
بلادرنگ است. اين فعالي تهاي بلادرنگ منابع ربا در
دوره هاي غيرقطعي درخواست م يكنند. ممكن است
هيج مرزي وجود نداشته باشد .
صفحه 33:
زمانبندي در سيستمهاي بلادرنگ :
#يكي از بزرگترین مسئوليتهاي سيستمهاي بلادرنگ زمانبندي
وظیفه ها با توجه به مهلت زماني آنهاست با توجه به ضمانت
کردن اینکه فعاليتهاي بلادرنگ به مرحله سرویس مورد نظر
دست يافته اند. الگوريتمهاي زمانبندي فراواني براي انواع
مختلف وظیفه ها وجود دارد .
#يكي از پارامترهاي مهمي که در كارايي يك الگوریتم
زمانبندي خصوصا بلادرنگ تاثیر گذار است. میزان
سرباري است که اين الگوریتم بر سیستم تحمیل مي کند .
صفحه 34:
روشهای زمانبندی بلادرنگ :
#روشهای زمانبندی بلادرنگ به دو دسته کلی پویا و
ایستا تقسیم می‌شوند. در حالت ایستا قبل از شروع
سیستم , تصمیمات زمانبندی گرفته می‌شود ولی در
حالت پویا تصمیمات زمانبندی در زمان اجرای سیستم
انجام می‌پذیرد .
صفحه 35:
سه روش زمانبندی بلا درنگ پویا :
#الگوریتم نرخ یکنواخت (Rate monotonic)
Earliest) les Gays 5 Ist! #الكوريتم
(deadline first
#الگوریتم کمترین سستی (/۱3۱10 ۱۵251 (
صفحه 36:
سيستم عامل هاي بي درنگ :
#سیستم هاي چند منظوره هستند که براي كاربردهاي بلادرنگ
از جمله سیستم هاي جاسازي شده ( سیستم تنظیم حرارت قابل
برنامه ريزي » کنترل اسباب بازيهاي خانگي تلفن هاي
موبایل ) » روبات هاي صنعتي » سفینه هاي فضايي » وسایل
تحقیقات علمي » طراحي شده اند .
© نمونه هاي اوليه وبزرك اين نوع سيستم عامل ها كه
اصطلاحا ” برنامه هاي كنترلي ” ناميده مي شوند » براي
سیستم خطوط هوايي 50۲6 توسط ۱58 وخطوط هو ا
امریکا طراحي و توسعه یافت.
صفحه 37:
فلسفه طراحي این نوع سیستم عاملها :
9
دو نوع طراحي بايه در اين زمينه وجود دارد :
0- طراحي بر اساس اولويت .
©- طراحي اشتراك زماني .
صفحه 38:
#قطعي بودن
#ياسخ دهي
#کنترل كاربر
#قابليت اطمينان
#نرمش با خطا
صفحه 39:
زمان بندي :
در طراحي هاي معمول » وظیفه داراي سه حالت زیر است :
#در حال اجرا
حاضر و آماده
۴ شده
صفحه 40:
ارتباطات بین وظیفه وتسهیم منابع : 2
7 معمولا دو وظیفه اگر به داده هاي خاص مشابه یا a
منابع سخت افزاري به طور همزمان دسترسي داشته
باشند » " حالت ناامن " ( نتایج متناقض یا غیر قابل
پیش بینب ) پیش مي آید .سه روش مرسوم براي حل
این مشکل وجود دارد :
‘Temporarily masking/disabling -d
interrup
Binary semaphores -C
Message passing -O
صفحه 41:
سرويس دهنده وقفه ها وزمانبندي آنها:
#سرويس دهنده وقفه با بلاك كردن مانع اجراي وظيفه
ها با اولويت بيشتر مي شود » پس براي به حداقل
رساندن تاخیر نخ ها در سیستم عامل بي درنگ » باید
وقفه ها را کشف واز وقوع آنها جلوگيري کرد .
صفحه 42:
تخصیص حافظه :
۴ سرعت تخصیص مهم است .
© يك حافظه تخصيص يافته استاندارد ليست ييوندي با
طول متغير را يويش مي كند . ١
حافظه مي تواند قطعه قطعه شود .
صفحه 43:
چگونگي انتخاب يك سیستم عامل
بلادرنگ :
٩قطعي باشد .
9 عهده دار بدترین حالت تاخیر وقفه باشد .
© عهده دار بدترين حالت رمان تعویض
صفحه 44:
انتخاب پردازش
٩ فعال سازي پردازشگر » عملکرد بلادرنگ و
درخواست مربوط به بودجه معيارهايي هستند که
تغيير نمي کنند » بنابراین زمینه انتخاب محدودتر مي
شود .
*اکثر افراد ملاك انتخاب خود را بر
$s 5 debugger «cross-compileray
ابزارآلات توسعه یافته مي گذارند .
#بهترین دلیل براي انتخاب سیستم عامل هاي تجاري
مزیت استفاده از جيزي است که بهتر محك ز
صفحه 45:
ليست 8105 :
AMX ( KADAK )®
RTX (CMX Systems )®
eCos (Red Hat )®
RTOS-32 ( On Time Software )®
Qurrdeos (RTXC)®
(TEMG (OAR)®
O®TX ( Mentor Graphics)®
aaa ©
صفحه 46:
صفحه 47:
: 3 4 3 ستان عزیز
با تشكراز توجه تمامي دو