分時作業系統和實時作業系統

2022-04-03 00:56:04 字數 2816 閱讀 5374

分時作業系統將系統處理機時間與記憶體空間按一定的時間間隔(劃分時間片),採用輪轉執行方式輪流地切換給各終端使用者的程式使用(例如規定每個作業每次只能執行乙個時間片)。由於時間間隔很短,每個使用者就感覺像獨佔全機一樣,這樣就解決了主機共享問題。而對於人機互動,為實現使用者鍵入命令後能對自己的作業及其執行及時控制或修改,各個使用者的作業都必須留在記憶體中(作業在磁碟上是不能執行的),用時間片進行切換管理。分時作業系統的特點是可有效增加資源的使用率,支援人機互動與資源共享。例如unix系統就採用了剝奪式動態優先的cpu排程以支援分時操作。

簡而言之,分時作業系統的核心原理在於將作業直接放入記憶體,並引入了時間片的概念,採用輪轉執行的方式,規定每個作業每次只能執行乙個時間片,然後就暫停該作業並立即排程下乙個作業執行。在不長的時間內使所有的作業都執行乙個時間片的時間,便可以使每個使用者都能及時地與自己的作業進行互動,從而使使用者的請求得到及時響應。這樣就解決了在分時系統中最重要的及時接收、及時處理問題。

特徵與其前輩批處理系統相比,分時系統有如下幾個特點:

·多路性:系統允許將多台終端同時連線到一台主機上,並按分時原則為每個終端分配系統資源,提高資源利用率,降低使用費用。

·獨立性:各終端之間相互獨立,互不干擾,每個使用者都感覺像一人獨佔主機一樣。

·及時性:使用者的請求能在很短的時間內就得到響應。

·互動性:使用者可通過終端與系統進行人機對話,例如請求多方面的服務。

在某些領域(如軍事、工業、多**等)要求系統能夠實時響應並安全可靠,實時作業系統在這樣的需求下誕生。因此實時作業系統是指是指當外界事件或資料產生時,能夠接受並以足夠快的速度予以處理,其處理的結果又能在規定的時間之內來控制生產過程或對處理系統做出快速響應,排程一切可利用的資源完成實時任務,並控制所有實時任務協調一致執行的作業系統。

實時作業系統的處理機制與分時作業系統在底層原理上相同,但實時作業系統有其獨特的要求,例如在規定時間內完成特定功能等。實時作業系統有為特定應用設計的也有通用的,很多通用的系統,例如ibm的os/390、微軟的windows nt等,都有實時系統的特徵。因此即使乙個作業系統不是嚴格意義上的實時系統,它們也能解決一部分實時應用問題,故不必過於糾結。

.多路性:兩者都具有多路性。軟實時與分時系統中的多路性表現為系統按分時原則為多個任務終端使用者服務;硬實時則指系統周期性地對多路現場資訊進行採集以及對多個物件或多個執行機構進行控制。

·獨立性:兩者都具有獨立性。每個終端使用者在向分時系統提出服務請求時,是彼此獨立的操作,互不干擾;而在實時控制系統中資訊的採集和對物件的控制,也彼此互不干擾。

·及時性:實時資訊系統對實時性的要求與分時系統類似,都是以人所能接受的等待時間來確定;而實時控制系統的及時性,則是以控制物件所要求的開始截止時間或完成截止時間來確定的,一般為秒級、百毫秒級直至毫秒級,甚至有的要低於100微秒。

·互動性:實時資訊處理系統具有互動性,但這裡人與系統的互動,僅限於訪問系統中某些特定的專用服務程式。它不像分時系統那樣能向終端使用者提供資料處理服務、資源共享等服務。

·可靠性:分時系統要求系統可靠,相比之下,實時系統則要求系統高度可靠。因為任何差錯都可能帶來巨大的經濟損失甚至無法預料的災難性後果。因此,在實時系統中,採取了多級容錯措施來保證系統的安全及資料的安全。

1. 什麼是實時作業系統?

實時作業系統(rtos)是指當外界事件或資料產生時,能夠接受並以足夠快的速度予以處理,其處理的結果又能在規定的時間之內來控制生產過程或對處理系統作出快速響應,並控制所有實時任務協調一致執行的作業系統。其特點是及時響應和高可靠性。實時系統又分為硬實時系統和軟實時系統,硬實時系統要求在規定的時間內必須完成操作,這是在作業系統設計時保證的;軟實時則只要按照任務的優先順序,盡可能快地完成操作即可。

2. 什麼是分時作業系統?

使一台計算機同時為幾個、幾十個甚至幾百個使用者服務的一種作業系統。把計算機與許多終端使用者連線起來,分時作業系統將系統處理機時間與記憶體空間按一定的時間間隔,輪流地切換給各終端使用者的程式使用(時間片的概念)。由於時間間隔很短,每個使用者的感覺就像他獨佔計算機一樣。

3. 實時作業系統需要滿足哪些特徵?

多工:由於真實世界的事件的非同步性,能夠執行許多併發程序或任務是很重要的。多工提供了乙個較好的對真實世界的匹配,因為它允許對應於許多外部事件的多執行緒執行。系統核心分配cpu給這些任務來獲得併發性。

搶占排程:真實世界的事件具有繼承的優先順序,在分配cpu的時候要注意到這些優先順序。基於優先順序的搶占排程,任務都被指定了優先順序,在能夠執行的任務(沒有被掛起或正在等待資源)中,優先順序最高的任務被分配cpu資源。換句話說,當乙個高優先順序的任務變為可執行態,它會立即搶占當前正在執行的較低優先順序的任務。

任務間的通訊與同步:在乙個實時系統中,可能有許多任務作為乙個應用的一部分執行。系統必須提供這些任務間的快速且功能強大的通訊機制。核心也要提供為了有效地共享不可搶占的資源或臨界區所需的同步機制。

任務與中斷之間的通訊:儘管真實世界的事件通常作為中斷方式到來,但為了提供有效的排隊、優先化和減少中斷延時,我們通常希望在任務級處理相應的工作。所以需要在任務級和中斷級之間存在通訊。

4. 分時作業系統需要滿足哪些特徵?

互動性:使用者與系統進行人機對話。 

多路性:多使用者同時在各自終端上使用同一cpu。 

獨立性:使用者可彼此獨立操作,互不干擾,互不混淆。 

及時性:使用者在短時間內可得到系統的及時回答。 

5. 實時作業系統主要應用領域

主要應用於過程控制、資料採集、通訊、多**資訊處理等對時間敏感的場合。例如:機械人的運動控制、無人駕駛等。

6. 分時作業系統主要應用領域

現在流行的pc,伺服器都是採用這種執行模式,即把cpu的執行分成若干時間片分別處理不同的運算請求。

分時作業系統和實時作業系統

1.linux分時作業系統和rtos 實時作業系統 我們知道,相對比vxworks,linux核心屬於非實時作業系統,原因主要是 1 實時任務搶占時間是不可預期的。2 為什麼搶占是不可預期的呢?這涉及到核心中的搶占點知識,其中spin lock鎖,在unlock時是乙個搶占點,但是spinlock本...

實時作業系統與分時作業系統

實時作業系統 real time operating system 是指當外界事件或資料產生時,能夠接受並以足夠快的速度予以處理,其處理的結果又能在規定的時間之內來控制生產過程或對處理系統做出快速響應,排程一切可利用的資源完成實時任務,並控制所有實時任務協調一致執行的作業系統。提供及時響應和高可靠性...

淺顯易懂的實時作業系統和分時作業系統原理和區別

對於實時作業系統 rtos 和非實時作業系統,你能分別列舉出來多少?實時作業系統 ucos vxworks rtlinux 非實時作業系統 linux windows osx 我也只能列舉出來這麼多了。重點不在這裡,重點在於他們之間的區別,詳見下圖 在上面的圖中右邊的任務優先順序高於左邊的任務,先看...