صفحه 1:
REE
موضوع: مفاهیمی از سیستم عامل
ESTO
صفحه 2:
تعریف سیستم عامل : ney
لادر فرهنكف رابان» سیستم عامل (به انگلیسی: Operating
رع ىنزى) نرمافزارى است كه مديريت منابع رايانه را به
عهده گرفته و بستری را فراهم میسازد که
و رو وا و
صفحه 3:
3
وظایف سیستم
كت انجام مىدهد:
aa ار 3
۳ 5
Romans
بالا
نگرش پایین به ب
0-
5
0 - نگرش بالا ب
يايين
تيم مد
صفحه 4:
به طور كلى؛ وظايف سيستم عامل:
0 ا ل ل ل mag
تخصیص و آزاد سازی منابع ۲
” اداره صفها و زمان بندى استفاده از منابع
7 حساب دارى (40001112131126) ميزان استفاده از منابع
(security) G4! la) V
call V حذف و اداره فرايندها
” ايجاد مكانيسمهاى ارتباط بين فرايندها و همكام سازى آنها
صفحه 5:
۳-۳
۴ مدیریت فایلها و پوشهها
ما
” برقرارى امكان دسترسى جندتايى (1/111111300655) و
اجراى هم روند (001206111176121)) فرايندها
ا ا ا 04515
” تعيين راهكارهايى براى اداره بن بست (0620100©[2)ها
ا Condition) 0 3
يا در هم قفل شدن ([1228611060) فرايندها
(Starvation) “. § 3! e834 ”
صفحه 6:
امروزه يركاربردترين سيستم عامل جهان»
ويندوز است كه بر روى بيشتر رايانههاى
شخصى نصب ثدهاست.
صفحه 7:
جند سیستم عامل معروف جهان : 1
و دب
” لينوكس
۴ سولاریس (سیستم عامل).
کی امن 5
Fen ۰ ۱۳
” مك اواس ده
ل ام وى آبر
Sov ارسي لسع
صفحه 8:
ادامه : ی
۴ ویندوز اکسپی
۴ ویندوز ویستا
ever Tas
ere ras
۴ آیفون اواس
” يالم (سيستم عامل)
سيمبيان (سيستم عامل)
” كوكل اندرويد
صفحه 9:
انواع سیستم عامل های شبکه :
۷ سیستم های توزیع شده
” سيستم هاى جند وظيفه اى
PASS Rar ern
SB rr ere
صفحه 10:
سیستم های توزیع شده :
7 سيستم عامل توزيع شده در
ا 0
CS NeeS) ا 9
كامييوتر مجزا اجراء شده و سيس نتايج نهايى ب
كامييوتر اصلى كاربر بر كردند.
صفحه 11:
مزايا :
1ك
ا ۱۳
00 قراريدادن بانكهاي
۴ افزايش امنیت
كند
ا
۱ عمل سيستم ر
cue
کر 2a
صفحه 12:
صفحه 13:
سیستم های چند وظیفه ای : Le
۴ در تکنیک چند نخی ات ات یک فرایند
CREB NESS process) ۱ 2ك 4
بخشها یا ا ا OPER FOO
همزمان اجراء شوند .
برنامههايى كه جند وظيفه مستقل از را
میتوانند به صورت چند نخی نوشته شوند. گاهی اوقات به
اا ا اك
ا ال 0
صفحه 14:
6۲ وج و هه هس بح
OE
821001-18 20121101 2100655 ذخيره
OG 0 ا م
- حالت جارى بردازش
۱
9
- نشانى حافظه يردازش
- نشانى محل برنامه يردازش بر روى ديسك
[۱ re ees
محلی برای حفظ ثباتها -
صفحه 15:
سیستم های چند پردازنده اى : 0
9 0 0 be igus
۱ Uueni pve=th BBS Conti EU Pedy
ميكويند.جهت استفاده از اين 10655126
سيستمها نياز به يك سيستم عامل خاص میباشد كه
بتواند جندين برنامه (يانخهاى يك فرايند ) را به
aCe Sve ا ال
صفحه 16:
مزايا :
7 - زياد شدن توان عملياتى (1101161[21118])
۴ - صرفه جویی در هزینهها
eae ee TED nO Co RG ا ل
صفحه 17:
تقسیم بندی سیستم عامل های چند
يردازندهاى 9
7 سيستم عامل سيستم جند يريدازندهاى نامتقارن
۲ سیستم عامل سیستم چند پردازندهای متقارن
صفحه 18:
تم متقارن از حند جنبه نسبت به ذ
0 عد ر 1 a5 بت به نوع ۳
UIE Bee) 7
” اكر يك بردازنده از كار بيفتد سيستم عامل مىتواند روى بردازندههاى ديكر
اجراء شود.
ال ام
۴ باعث متعادل ا ا ا 2
نکته : به سیستمهای چند پردازندهای سیستمهای 1101
BrP Ceoeney Iolite) a 00
كلاك (010014) » كذركاه و همجنين حافظه مشتركى ذارند
صفحه 19:
سیستم های بلادرنگ :
”به سيتمي بلادرنك كفته مي شود كه صحت درستي يك فرايند تنها
وابسته به صحت منطقي نباشد» بلكه به زماني كه در آن اجرا
مي شود نيز وابسته باشد .“
ويزكيهاي سيستم هاي بلادرنق :
D PETE COR ل ore ۱
کاربرد خاص استفاده میشوند.
صفحه 20:
ad
iy
ويژگيهاي سیستم هاي بلادرنگ : i
۷ در در سیستمهای بی درنگ زمان پاسخ باید سریع و تضمین
شده باشد.
۴ سیستمهای بی درنگ معمولاً وسایل ذخیره سازی ثانویه وجود
ندارد و به جاى آن از حافظه هاى 12001/1 استفاده مىشود.
een ا ا ل
كه سيستم عامل كاربر را از سخت افزار جدا مىكند و اين جدا
سازى باعث عدم قطعيت در زمان ياسخكويى مىشود.
۷ سیستمهای بی درنگ با سیستمهای اشتراک زمانی تناقض دارند
صفحه 21:
ad
iy
كاربردهاي سيستمهاي بلادرنق : 5
”7 سيستم كنترل ديجيتال(55751]6172 0121101© 0101121)
command and control)J 38 5 Gf as V
(system
(signal processing) JS Wij ”
۱۳220۱۱۱۱۱۱۱۱۵۱0 ene brea a
2
۷ از كاربردهاي جدید سيستمهاي بلادرنگ مي توان به شبکه
ها اشاره كردء در اذامه خواهيم ديد :
صفحه 22:
شبکه بلاد ۳۳۰
RG ا CIs و
nw ا 0 ا ل
زيادي داشته است.
” با توجه به طراحي شبكه هاي بي سيم امكان مكان يابي
ee ل ل لل ات
صفحه 23:
مثال هايي از شبكه هاي ۹0
ام ا
همجنين كنترل جراغهايا 7 هد 00007 منظم را بعهده
دارند.
۳ نترل برنامه هواپیما و آگاهي از
زمان فرود و بلند شدن هوابيما » نكّهداري مسير يرواز را
به عهده دارد.
CUE C SC COCUEO RG 0 ل كم
وضعيت فشار خون و ضربان قلب را بعهده دارد.
ا 0 لل ال(
Ser es ee Eee ده
صفحه 24:
سس
2 ۳
5 500 000
سیستم هاي بلادرنگ سخت : 0
۴ يك رد ه بندي كلاسيك» سیستم هاي سخت یا فوري است؛ اتمام
يك فرايند بعد از محدودیت زماني مضر است که باعث ایجاد
خطا در منطقه بحراني ميشود.
7 سيستمهاي بلادرنق سخت در سطح باييني از سخت افزار
فيزيكي عمل ميكند.
مثالها :
۴ سيتم كنترل موتور ماشين
۷ سیستم هاي جاسازي شده در دستگا ههاي پزشكي مثل دستگاه
es فلك
FOND TPE EOL
صفحه 25:
ad
a
سیستم هاي بلادرنگ نرم : ا
۳ Penna A
نسبت به ساير وظايف اولويت دارد و تا يايان تكميل شدنش اين
52007 22-5557 0 ا Ieee RED ReaTNey
زمانى (©1620112) را يشتيبانى نمى كنند استفاده از آنها در
020 ا ا اا pet Sew xn
درنگ نرم میبایست پاسخی سریع داشته باشند ولی مساله پاسخ
| دهى به حادى سيستمهاى بى
صفحه 26:
کاربردهای سیستم بی درا
” رزرواسيون شركتهاى هواييمايى
”ا جند رسانهاى (12111111226012)
” واقعيت مجازى (176211177 111121"
اين سيستمها به ويزكىهاى سيستم عاملهاى ييشرفته (كه ت
بيدرنك سخت حمايت نمىشوند)نيازمندند . بعضى از ن
Tae ER OINID.4 ا 0
صفحه 27:
RE EDL
ل"اوظيفه هاي بلادرنك 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 میکند و با تأبع
Bye nes Om re VEN ie ted (EE) PBL
Pee wr) ا ا ل علاوه بر
این نيازمندي يك وظيفهاي بلادرنگ باید پردازش را توسط
م ee SoS E Eee ۱
6
صفحه 28:
ادامه-
ا 13101
يك وظیفه بلادرنگ نامنظم شامل فعالي تهاي بلادرنگ
است. اين فعالي تهاي بلادرنك منابع را در دوره هاي
غيرقطعي درخواست م یکنند. ممکن است هیچ مرزي
وجود نداشته باشد .
صفحه 29:
ad
iy
زمانبندي در سيستمهاي بلادرنگ : ۷
۱
وظیفه ها با توجه به مهلت زماني آنهاست با توجه به ضمانت
es ا ا اا ا الك
دست يافته اند. الكوريتمهاي زمانبندي فراواني براي انواع
مختلف وظيفه ها وجود دارد .
ل ل ل ل STU SE
خصوصا بلادرنگ تاثیر گذار است. میزان سرباري است که
اين الكوريتم بر سيستم تحميل مي كند .
صفحه 30:
روشهای زمانبندی بلادرنگ :
” ريوشهاى زمانبندى بلادرنك به دو دسته كلى يويا و
ايستا تقسيم مىشوند. در حالت ايستا قبل از شروع
7
حالت يويا تصميمات زمانبندى در زمان ۳
انجام میپذیرد .
صفحه 31:
سه روش زمانبندی بلا درنگ پویا :
ل (Rate monotonic)
۷ الگوریتم ابتدا زودترین مهلت (۳۴۳1165
(deadline first
۴ الگوریتم کمترین سستی (1۵<61117 165 (
صفحه 32:
سیستم عامل هاي بي درنگ : Nd
—
۷ سیستم هاي چند منظوره هستند که براي كاربردهاي بلادرنگ
Pe را رن
۱ Cre OO Taree TOR
روبات هاي صنعتي » سفینه هاي فضايي » وسایل تحقیقات » )
۰ علمي » را
ل ا ل ا ا الام
۱
ا ل
و توسعه يافت.
صفحه 33:
فلسفه طراحي این نوع سیستم عاملها :
۴ دو نوع طراحي پایه در اين زمینه وجود دارد :
0- طراحي بر اساس اولویت .
0 Eo)
صفحه 34:
بلادرنگ:
۴ قطعي بودن
4 الت اق
وک ۶
” قابليت اطمينان
0
صفحه 35:
ee
ae : زمان بندي
: در طراحي هاي معمول » وظیفه داراي سه حالت زیر است
۳۳۹۳۳۵
حاضر و آماده ”
24 Block ¥
صفحه 36:
ارتباطات بين وظيفه وتسهيم منابع :
- معمولا دو وظیفه اگر به داده هاي خاص مشابه یا منابع
سخت افزاري به طور همزمان دسترسي داشته باشند ء "
حالت ناامن ” ( نتايج متناقض يا غير قابل بيش بينب ) بيش
مي آيد .سه روش مرسوم براي حل اين مشكل وجود دارد :
Temporarily masking/disabling -d
الت ا
Binary semaphores -C
Message passing -O
صفحه 37:
ل 00 0
۴ سرویس دهنده وقفه با بلاك كرد
با اولويت بيشتر مي شود
تاخير نخ ها در سيستم عامل
eens ل aS Ses
صفحه 38:
تخصیص حافظه -
77 سرعت تخصيص مهم است .
ا cw ۱
طول متغير را يويش مي كند .
ل ل ا سس يي
صفحه 39:
چگونگي انتخاب يك سیستم عامل
بلادرنگ :
۷ قطعي باشد ,
۱ ا Ena
” عهده دار بدترين حالت رمان تعويض متن باشد .
صفحه 40:
انتخاب يردازش :
” فعال سازي يرردازشكر » عملكرد بلادرنكق و
درخواست مربوط به بودجه معيارهايي هستند كه تغيير
نمي کنند ۰ بنابراین زمینه انتخاب محدودتر مي شود ۲
” اكثر افراد ملاك انتخاب خود را بر يايه ی هی
و الل 0
يافته مي گذارند .
۴ بهترین دلیل براي انتخاب سیستم عامل هاي تجاري
مزیت استفاده از جيزي است که بهتر محك زده شده .
صفحه 41:
۱0
AMX ( KADAK ) ¥
RTX (CMX Systems ) V
eCos (Red Hat ) V
RTOS-32 ( On Time Software ) V
(oN aoa (30 CO) nd
(TEM (OAR) ¥
O®X ( Mentor Graphics) V
۷ 3و
به نام خدا
موضوع :مفاهیمی از سیستم عامل
گروه کامپیوتر استان مرکزی
تعريف سيستم عامل :
در فرهنگ رایانه سیستم عامل (به انگلیسیOperating :
)Systemنرمافزاری است که مدیریت منابع رایانه را به
عهده گرفته و بستری را فراهم میسازد که
کنند.
ربردی
اجرا شده و از خدمات آن استفاده
نرم افزار ک
وظایف سیستم عامل :
سیستم عامل دو کار عمده انجام میدهد:
- 1نگرش پایین به باال
- 2نگرش باال به
پايين
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
حساب داری ( )Accountingمیزان استفاده از منابع
ایجاد امنیت ()security
ایجاد ،حذف و اداره فرایندها
ایجاد مکانیسمهای ارتباط بین فرایندها و همگام سازی آنها
ادامه :
مدیریت فایلها و پوشهها
مدیریت حافظههای اصلی و جانبی
برقراری امکان دسترسی چندتایی ( )Multiaccessو
اجرای هم روند ( )Concurrentفرایندها
به اشتراک گذاری منابع ()Resource Sharing
تعیین راهکارهایی برای اداره بن بست ()deadlockها
جلوگیری از شرایط رقابتی ( )Race Conditionو تداخل
یا در هم قفل شدن ( )Interlockفرایندها
جلوگیری از گرسنگی ()Starvation
امروزه پرکاربردترین سیستم عامل جهان،
ویندوز است که بر روی بیشتر رایانههای
شخصی نصب شدهاست.
چند سیستم عامل معروف جهان :
– یونیکس
لینوکس
سوالریس (سیستم عامل)
بی اس دی
داس (سیستم عامل)
مک اواس ده
ام وی اس
ویلز (سیستم عامل)
ادامه :
ویندوز اکسپی
ویندوز ویستا
ویندوز انتی
ویندوز سیئی
آیفون اواس
پالم (سیستم عامل)
سیمبیان (سیستم عامل)
گوگل اندروید
انواع سیستم عامل های شبكه :
سیستم های توزیع شده
سیستم های چند وظیفه ای
سیستم های چند پردازنده ای
سیستم های بالدرنگ
سیستم های توزیع شده :
سیستم 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 اجراء شده و سپس نتایج نهایی به
کامپیوتر اصلی کاربر بر گردند.
مزايا :
سرعت باالي اجراي برنامه ها
امكان قراردادن بانكهاي اطالعاتي حجيم
افزايش امنيت
معايب :
.1خرابي يك كامپيوتركل عمل سيستم رامختل مي كند.
.2قابليت اعتماد كم .
نكته : 1به سیستم های توزیع شده گاهی اوقات
سیستمهای Loosely Coupledیا ارتباط
ضعیف نیز میگویند,چرا که هر پردازنده
کالک و حافظه مستقلی دارد .
نكته : 2پردازندهها از طریق خطوط مخابراتی مختلفی مثل
گذرگاههای سریع یا خطوط تلفن ارتباط دارند.
__________________
سیستم های چند وظیفه ای :
در تکنیک چند نخی ( )multitaskingیک فرایند
( )processکه 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 multithreadingسیستمهای چند تکلیفی یا
چند وظیفه ای ( )multitaskingهم گفته می شود.
کلیه اطالعات مربوط به هر پروسس ,در یکی از
جداول سیستم عامل به نام جداول
Process Control Block=PCBذخیره
اطالعات موجود درPCBعبارتند از :مي شود :
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 ثباتها
سیستم های چند پردازنده ای :
کامپیوترها میتوانند به جای یک CPUچندین CPU
داشته باشند که در اینصورت به آنها سیستم
Multiprocessingمیگویند.جهت استفاده از این
سیستمها نیاز به یک سیستم عامل خاص میباشد که
بتواند چندین برنامه (یانخهای یک فرایند ) را به
صورت موازی واقعی روی آنها اجراء کند.
مزايا :
- زیاد شدن توان عملیاتی ()throughput
- صرفه جویی در هزینهها
تحمل پذیری در برابر خطا()fault-tolerant
تقسیم بندی سیستم عامل های چند
پردازندهای :
سیستم عامل سیستم چند پردازندهای نامتقارن
سیستم عامل سیستم چند پردازندهای متقارن
سیستم متقارن از چند جنبه نسبت به نوع
نامتقارن برتری دارد:
اگر یک پردازنده از کار بیفتد سیستم عامل میتواند روی پردازندههای
دیگر اجراء شود.
سیستم عامل قابل حمل ( )portableبر روی سیستم های سخت
افزاری مختلف است.
باعث متعادل شدن ( )balancingبار سیستم میشود.
نكته :به سیستمهای چند پردازندهای ,سیستمهای Tightly
Coupledیا ارتباط محکم نیز گفته میشود چرا که
پردازندهها کالک ( ، )Clockگذرگاه و همچنین حافظه
مشترکی دارند
سیستم های بالدرنگ :
”به سيتمي بالدرنگ گفته مي شود كه صحت درستي يك فرايند تنها
وابسته به صحت منطقي نباشد ،بلكه به زماني كه در آن اجرا مي
شود نيز وابسته باشد “.
ويژگيهاي سيستم هاي بالدرنگ :
سیستمهای بی درنگ معموًال به عنوان یک کنترل کننده در یک
کاربرد خاص استفاده میشوند.
ويژگيهاي سيستم هاي بالدرنگ :
در در سیستمهای بی درنگ زمان پاسخ باید سریع و تضمین
شده باشد.
سیستمهای بی درنگ معموًال وسایل ذخیره سازی ثانویه وجود
ندارد و به جای آن از حافظههای ROMاستفاده میشود.
سیستم عاملهای پیشرفته نیز در این سیستمها وجود ندارند چرا
که سیستم عامل کاربر را از سخت افزار جدا میکند و این جدا
سازی باعث عدم قطعیت در زمان پاسخگویی میشود.
سیستمهای بی درنگ با سیستمهای اشتراک زمانی تناقض دارند
كاربردهاي سيستمهاي بالدرنگ :
سيستم كنترل ديجيتال(digital control
)system
سيستم فرمان و كنترل(command and
)control system
پردازش سيگنال ()signal processing
سيستم ارتباطات راه
دور()telecommunication system
از كاربردهاي جديد سيستمهاي بالدرنگ مي توان به
شبكه ها اشاره كرد ،در اذامه خواهيم ديد :
شبكه بالدرنگ :
افزايش تعداد كاربر دهاي توزيعي بالدرنگ در فراهم
كردن سرويسهاي ارتباطي قابل پيش بيني ،منفعت
زيادي داشته است.
با توجه به طراحي شبكه هاي بي سيم امكان مكان يابي
در نواحي حادثه ديده را مي دهد.
مثال هايي از شبكه هاي بالدرنگ :
در هنگام رانندگي ،اين سيستمها كنترل موتور و ترمز و
همچنين كنترل چراغهاي راهنمايي رانندگي منظم را بعهده
دارند.
در هنگام پرواز ،اين سيستمها كنترل برنامه هواپيما و آگاهي از
زمان فرود و بلند شدن هواپيما ،نگهداري مسير پرواز را
به عهده دارد.
در هنگام سرماخوردگي ،اين سيستمها كنترل آگاهي و تنظيم
وضعيت فشار خون و ضربان قلب را بعهده دارد.
در هنگام سالمت كامل ،اين سيستمها ما را به وسيله بازيهاي
الكتريكي و سواريهاي مفرح سرگرم ميكنند
سيستم هاي بالدرنگ سخت :
يك رد ه بندي كالسيك ،سيستم هاي سخت يا فوري است؛ اتمام
يك فرايند بعد از محدوديت زماني مضر است كه باعث ايجاد
خطا در منطقه بحراني ميشود.
سيستمهاي بالدرنگ سخت در سطح پاييني از سخت افزار
فيزيكي عمل ميكند.
مثالها :
سيتم كنترل موتور ماشين
سيستم هاي جاسازي شده در دستگا ههاي پزشكي مثل دستگاه
تنظيم كننده ضربان قلب
پردازشگرهاي كنترل صنعتي.
سيستم هاي بالدرنگ 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 ( )deadlineرا پشتیبانی نمی کنند استفاده از آنها در
کنترل صنعتی ریسک آور است .هر چند که این سیستمهای بی
درنگ نرم میبایست پاسخی سریع داشته باشند ولی مساله پاسخ
دهی به حادی سیستمهای بی درنگ سخت نمیباشد .
کاربردهای سیستم بی درنگ نرم :
رزرواسیون شرکتهای هواپیمایی
چند رسانهای ()multimedia
واقعیت مجازی ()Virtual reality
این سیستمها به ویژگیهای سیستم عاملهای پیشرفته (که توسط
بیدرنگ سخت حمایت نمیشوند)نیازمندند .بعضی از نسخههای
UNIXمانند solaris 2خاصیت بیدرنگ نرم را دارا
میباشند.
مدلهاي وظيفه درسيستمهاي بالدرنگ:
وظيفه هاي بالدرنگ دوره اي :
در حالت عمومي يك وظيفه بالدرنگ نيازمند مقدار مشخصي
منابع در طول يك دوره ي زماني خاص است .وظيفه دورهاي
وظيفه اي است كه منابع را در واحد زمان تقاضا ميكند و با تابع
دورهاي (تناوبي) نمايش داده ميشود .يعني الگوهاي قطعي و
مستمروقفه هاي زماني بين درخواستهاي منابع دارد .عالوه بر
اين نيازمندي يك وظيفهاي بالدرنگ بايد پردازش را توسط
مهلت زماني خاص وابسته به زمان كامل كند يعني پيدا كردن
پردازشگر (يا يك منبع ديگر)
ادامه:
وظيفه هاي بالدرنگ نامنظم :
يك وظيفه بالدرنگ نامنظم شامل فعالي تهاي بالدرنگ
است .اين فعالي تهاي بالدرنگ منابع را در دوره هاي
غيرقطعي درخواست م يكنند .ممكن است هيچ مرزي
وجود نداشته باشد .
زمانبندي در سيستمهاي بالدرنگ :
يكي از بزرگترين مسئوليتهاي سيستمهاي بالدرنگ زمانبندي وظيفه ها با
توجه به مهلت زماني آنهاست با توجه به ضمانت كردن اينكه فعاليتهاي
بالدرنگ به مرحله سرويس مورد نظر دست يافته اند .الگوريتمهاي
زمانبندي فراواني براي انواع مختلف وظيفه ها وجود دارد .
يكي از پارامترهاي مهمي كه در كارايي يك الگوريتم زمانبندي خصوصا
بالدرنگ تاثير گذار است ،ميزان سرباري است كه اين الگوريتم بر سيستم
تحميل مي كند .
روشهای زمانبندی بالدرنگ :
روشهای زمانبندی بالدرنگ 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 .
سه روش زمانبندی بال درنگ پویا :
الگوریتم نرخ یکنواخت ()Rate monotonic
الگوریتم ابتدا زودترین مهلت (Earliest
)deadline first
الگوریتم کمترین سستی (( least laxity
سيستم عامل هاي بي درنگ :
سيستم هاي چند منظوره هستند كه براي كاربردهاي بالدرنگ
از جمله سيستم هاي جاسازي شده ( سيستم تنظيم حرارت قابل
برنامه ريزي ،كنترل اسباب بازيهاي خانگي ،تلفن هاي موبايل
) ،روبات هاي صنعتي ،سفينه هاي فضايي ،وسايل تحقيقات
علمي ،طراحي شده اند .
نمونه هاي اوليه وبزرگ اين نوع سيستم عامل ها كه اصطالحا
” برنامه هاي كنترلي ” ناميده مي شوند ،براي سيستم خطوط
هوايي sabreتوسط IBMوخطوط هوايي امريكا طراحي
و توسعه يافت.
فلسفه طراحي اين نوع سيستم عاملها :
دو نوع طراحي پايه در اين زمينه وجود دارد :
-1طراحي بر اساس اولويت .
-2طراحي اشتراك زماني .
مشخصات سيستم عامل هاي
بالدرنگ:
قطعي بودن
پاسخ دهي
كنترل كاربر
قابليت اطمينان
نرمش با خطا
زمان بندي :
در طراحي هاي معمول ،وظيفه داراي سه حالت زير است :
در حال اجرا
حاضر و آماده
Block شده
ارتباطات بين وظيفه وتسهيم منابع :
معموال دو وظيفه اگر به داده هاي خاص مشابه يا منابعسخت افزاري به طور همزمان دسترسي داشته باشند ” ،
حالت ناامن ” ( نتايج متناقض يا غير قابل پيش بينب ) پيش
مي آيد .سه روش مرسوم براي حل اين مشكل وجود دارد :
Temporarily masking/disabling -1
interrup
Binary semaphores -2
Message passing -3
سرويس دهنده وقفه ها وزمانبندي آنها:
سرويس دهنده وقفه با بالك كردن مانع اجراي وظيفه ها
با اولويت بيشتر مي شود ،پس براي به حداقل رساندن
تاخير نخ ها در سيستم عامل بي درنگ ،بايد وقفه ها
را كشف واز وقوع آنها جلوگيري كرد .
تخصيص حافظه :
سرعت تخصيص مهم است .
يك حافظه تخصيص يافته استاندارد ليست پيوندي با
طول متغير را پويش مي كند .
حافظه مي تواند قطعه قطعه شود .
چگونگي انتخاب يك سيستم عامل
بالدرنگ :
قطعي باشد .
عهده دار بدترين حالت تاخير وقفه باشد .
عهده دار بدترين حالت رمان تعويض متن باشد .
انتخاب پردازش :
فعال سازي پردازشگر ،عملكرد بالدرنگ و
درخواست مربوط به بودجه معيارهايي هستند كه تغيير
نمي كنند ،بنابراين زمينه انتخاب محدودتر مي شود .
اكثر افراد مالك انتخاب خود را بر پايه debugger
،cross-compilerو ديگر ابزارآالت توسعه
يافته مي گذارند .
بهترين دليل براي انتخاب سيستم عامل هاي تجاري
مزيت استفاده از جيزي است كه بهتر محك زده شده .
: RTOS ليست
AMX ( KADAK )
RTX (CMX Systems )
eCos (Red Hat )
RTOS-32 ( On Time Software )
Quadros )RTXC(
RTEMS )OAR(
VRTX ) Mentor Graphics(
.... و