⑴ 操作系统的主要性能指标有哪些
微型计算机的主要性能指标和基本系统配置
(1)微型计算机主要性能指标
字长:CPU能够同时处理的比特(bit)数目。它直接关系到计算机的计算精度、功能和速度。字长越长,计算精度越高,处理能力越强。常见的微型机字长有8位、16位、32位。
主频(时钟频率):时钟脉冲发生器所产生的时钟信号频率(MHz)。它在很大程度上决定了计算机的运行速度。
内存容量:内存储器中能够存储信息的总字节数,一般以KB、MB为单位,反映了内存储器存储数据的能力。
运算速度:计算机每秒运算的次数(MIPS
-
每秒百脊哪万条指令)。
系统的可靠性:系统在正常条件下不发生故障或失效的概率。
外设配置:外设是指计算机的输入、输出设备以及外存储器等,其中,显示器有单色、彩色之分,也有高、中、低分辨率之圆物分,,磁盘有软盘与硬盘之分,软盘有高密、低密之分。
软件配置:软件樱腔码配置包括操作系统、计算机语言、数据库管理系统、网络通信软件、汉字软件及其他各种应用软件等。
存取周期:对内存进行一次访问(存取)操作所需的时间。
⑵ linux是实时还是分时操作系统,什么是实时操作系统,什么是分时操作系统他们的区别是什么
Linux是分时操作系统。
Linux是一套免费使用和自由传播虚正的类Unix操作系统,是一个基于POSIX和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的陵渣操作系统。它能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。
实时操作系统(RTOS)是指当外界事件或数据产生时,能够接受并以足够快的速差汪悔度予以处理,其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应,调度一切可利用的资源完成实时任务,并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。提供及时响应和高可靠性是其主要特点。
分时操作系统是使一台计算机采用时间片轮转的方式同时为几个、几十个甚至几百个用户服务的一种操作系统。
区别:
1、交互性不同。
实时信息处理系统具有交互性,但仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。
分时系统能向终端用户提供数据处理服务、资源共享等服务。
2、可靠性要求不同。
分时系统要求系统可靠。
实时系统则要求系统高度可靠。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失甚至无法预料的灾难性后果。
3、多路性表现不同。
实时控制系统,其多路性主要表现在经常对多路的现场信息进行采集以及对多个对象或多个执行机构进行控制。
分时系统具有多路性,系统按分时原则为多个终端用户服务;
(2)rtos技术指标是什么扩展阅读:
基本思想
Linux的基本思想有两点:
1、一切都是文件;
2、每个软件都有确定的用途。
其中第一条详细来讲就是系统中的所有都归结为一个文件,包括命令、硬件和软件设备、操作系统、进程等等对于操作系统内核而言,都被视为拥有各自特性或类型的文件。至于说Linux是基于Unix的,很大程度上也是因为这两者的基本思想十分相近。
⑶ RTOS系统的特点
一、时间约束性
实时系统的任务具有一定的时间约束(截止时间)。根据截止时间,实时系统的实时性分为“硬实时”和“软实时”。硬实时是指应用的时间需求能够得到完全满足,否则就造成重大安全事故,甚至造成重大的生命财产损失和生态破坏,如在航空航天、军事、核工业等一些关键领域中的应用。软实时是指某些应用虽然提出时间需求,但实时任务偶尔违反这种需求对系统运行及环境不会造成严重影响,如监控系统等和信息采集系统等。
二、可预测性
可预测性是指差歼如系统能够对实时任务的执行时间进行判断,确定是否能够满足任务的时限要求。由于实时系统对时间约束要求的严格性,使可预测性称为实时系统的一项重要性能要求。除了要求硬件延迟的可预测性以外,还要求软件系统的可预测性,包括应用程序的响应时间是可预测的,即在有限的时间内完成必须的工作;以及操作系统的可预测性,即实时原语、调度函数等运行开销应是有界的,以保证应用程序执行时间的有界性。
三、可靠性
大多数实时系统要求有较高的可靠性。在一些重要的实时应用中,任何不可靠因素和计算机的一个微小故障,或某些特定强实时任务(又叫关键任务)超过时限,都可能引起难以预测的严重后果。为此,系统需要采用静态分析和保留资源的方法及冗余配置,使系统在最坏情况下都能正常工作或避免损失。可靠性已成为衡量实时系统性能不可缺少的重要指标。
四、与外部环境的交互作用性
实时系统通常运行在一定的环境下,外部环境是实时系虚启统不可缺少的一个组成部分。计算机子系统一般是控制系统,它必须在规定的时间内对外部请求做出反应。外部物理环境往往是被控子系统,两者互相作用构成完整的实时系统。大多数控制子系统必须连续运转以保证子系统的正常工作或准备对任何异常行为采取行动。
早期的实时系统功能简单,包括单板机、单片机,以及简单的嵌入式实时系统等,其调度过程相对简单。随着实时系统应用范围的不断扩大,系统复杂性不断提高,实时系统具有以下新特点。
1、多任务类型
在实时系统中,不但包括周期任务、偶发任务、非周期任务,还包括非实时任务。实时任务要求要满足时限,而非实时任务要求要使其响应时间尽可能的短。多种类型任务的混合,使系统的可调度性分析更加困难。
2、约束的复杂性
任务的约束包改拿括时间约束、资源约束、执行顺序约束和性能约束。时间约束是任何实时系统都固有的约束。资源约束是指多个实时任务共享有限的资源时,必须按照一定的资源访问控制协议进行同步,以避免死锁和高优先级任务被低优先级任务堵塞的时间(即优先级倒置时间)不可预测。执行顺序约束是指各任务的启动和执行必须满足一定的时间和顺序约束。例如,在分布式端到端(end-to-end)实时系统很重,同一任务的各子任务之间存在前驱/后驱约束关系,需要执行同步协议来管理子任务的启动和控制子任务的执行,使它们满足时间约束和系统可调度要求。性能约束是指必须满足如可靠性、可用性、可预测性、服务质量(Quality of Service,QoS)等性能指标。
3、具有短暂超载的特点
在实时系统中,即使一个功能设计合理、资源充足的系统也可能由于一下原因超载:
1)系统元件出现老化,外围设备错误或系统发生故障。随着系统运行时间的增长,系统元件出现老化,系统部件可能发生故障,导致系统可用资源降低,不能满足实时任务的时间约束要求。
2)环境的动态变化。由于不能对未来的环境、系统状态进行正确有效地预测,因此不能从整体角度上对任务进行调度,可能导致系统超载。
3)应用规模的扩大。原先满足实时任务时限要求的系统,随着应用规模的增大,可能出现不能满足任务时限要求的情况,而重新设计、重建系统在时间和经济上又不允许。
⑷ RTOS响应时间的具体指标不包括如下哪一项()。
【答案】:D
RTOS响应时间的具体指标是:中断延迟时间(Interrupt Latency)和任务铅锋切换时间(Task Switching Latency)。在操作系统中,术语“任务”和“进程”基本上是通用的纳激凯。故本洞唤题选择D。
⑸ 什么是RTOS系统
分类: 电脑/网络 >> 操作系统/系统故障
解析:
实时多任务操作系统(RTOS)1.实时多任务操作系统(RTOS)
(1)更加面向硬件系统,而不是操作者
嵌入式系统处理器一般都是独立工作的,没有人的直接参与;即使参与,也没有大量的文字信息输出,这是和桌面计算机有所不同的。因此RTOS着重面向的是硬件,而不是具有完整的人机界面。
(2)实时性
单片机系统的监测、控制、通信等工作都要求实时性,一旦出现有关情况,CPU能够及时响应,刻不容缓。为此,一个实用的RTOS都应具有完善的中断响应机制,保证中断响应潜伏时间足够短。
(3)多任务
半导体技术的发展和应用复杂性的增长促使CPU的处理能力越来越高,当今的一片16位或32位单片机,在运算速度、寻址能力等方面可以相当于8位单片机的几十片之和。在这样强大的处理器上运行应用程序,必然不是整块,而是根据所要实现的若干方面功能,划分为数个任务,这样有利于软件的开发和维护。
因此单片机系统中采用的RTOS必然是支持多任务的,并能够根据各个任务的轻重缓急,合理地在它们之间分配CPU和各种资源的占用时间。
(4)不同的典型外设驱动支持
单片机的典型片内外设为定时器、A/D、PWM、D/A、串行口、LCD/LED接口,CAN-bus、IC-bus等。根据处理器类型的不同,RTOS在出厂时一般附带若干上面硬件接口的驱动程度,而网卡等片外设备的驱动程序,以及其它一些高级驱动函数,如兼容DOS的文件系统、TCP/IP协议等,则需要另行选购。以RTOS为基础和接口标准,可以设计出大量的库函数驱动模块,并根据实际需要选择或裁剪。
(5)高可靠性
一般计算机的操作系统出现问题,例如死机,除数据丢失等外,不会有太大的问题;而单片机系统一般都是和工业控制、交通工具、医用器械等机电系统密切相关,不适当的输出甚至不及时的输出都可能会带来财产损失和安全问题。因棚悔此嵌入式系统中的RTOS要求高可靠性,发行之前必须经过严格的测试。这是一个耗费时间和精力的过程,也是RTOS价格普遍高于一般操作系统的原因之一。
2.RTOS是一个内核
典型的单片机程序在程序指针复位后,首先进行堆栈、中断、中断向量、定时器、串行口等接口设置、初始化数据存储区和显示内容,然后就来到了一个监测、等待或空循环,在这个循环中,CPU可以监视外设、响应中断或用户输入。
这段主程序可以看作是一个内核,内核负责系统的初始化和开放、调度其它任务,相当于C语言中的主函数。
RTOS就是这样的一个标准内核,包括了各种片上外设初链虚正始化和数据结构的格式化,不必、也不推荐用户再对硬件设备和资源进行直接操作,所有的硬件设置和资源访问都要通过RTOS核心。硬件这样屏蔽起来以后,用户不必清楚硬件系统的每一个细节就可以进行开发,这样就减少了开发前的学习量。
一般来说,对硬件的直接访问越少,系统的可靠性越高。RTOS是一个经过测试的内核,与一般用户自行编写的主程序内核相比,更规范,效率和可靠性更高。对于一个精通单片机硬件系统和编程的“老手”而言,通过RTOS对系统进行管理可能不如直接访问更直观、自由度大,但是通过RTOS管理能够排除人为疏忽因素,提高软件可靠性。
另外,高效率地进行多任务支持是RTOS设计从始至终的一条主线,采用RTOS管理系统可以统一协调各个任务,优化CPU时间和系统资源的分配,使之不空闲、不拥塞。针对某种具体应用,精细推敲的应用程序不采用RTOS可能比采用RTOS能达到更高的效率;但是对于大多数一般用户和新手而言,采用RTOS是可以提高资源利用率的,尤其是在片上资源不断增长、产品可靠性和进入市场时间更重要的今天。
3.RTOS是一个平台
RTOS建立在单片机硬件系统之上,用户的一切开发工作都进行于其上,因此它可以称作是一个平台。采用RTOS的用户不必花大量时间学习硬件,和直接开发相比起点更高。
RTOS还是一个标准化的平台,它定义了每个应用任务和内核的接口,誉春也促进了应用程序的标准化。应用程序标准化后便于软件的存档、交流、修改和扩展,为嵌入式软件开发的工程化创造了条件、减少开发管理工作量。嵌入式软件标准化推广到社会后,可以促进软件开发的分工,减少重复劳动,近来出现的建立于RTOS上的文件和通信协议库函数产品等就是实例。
RTOS对于开发单位和开发者个人来说也是一种提高。引入RTOS的开发单位,相当于引入了一套行业中广泛采用的嵌入式系统应用程序开发标准,使开发管理更简易、有效。基于RTOS和C语言的开发,具有良好的可继承性,在应用程序、处理器升级以及更换处理器类型时,现存的软件大部分可以不经修改地移植过来。
对于开发人员来说,则相当于在程序设计中采用一种标准化的思维方式,提高知识创造的效率;同时因为具有类似的思路,可以更快地理解同行其它人员的创造成果。
4.RTOS产生并得到迅速发展的原因
单片机处理器能力的提高和应用程序功能的复杂化、精确化,迫使应用程序划分为多个重要性不同的任务,在各任务间优化地分配CPU时间和系统资源,同时还要保证实时性。靠用户自己编写一个实现上述功能的内核一般是不现实的,而这种需求又是普遍的。在这种形势之下,由专业人员编写的、满足大多数用户需要的高性能RTOS内核就是一种必然结果了。
对程序实时性和可靠性要求的提高也是RTOS发展的一个原因。此外,单片机系统软件开发日趋工程化,产品进入市场时间不断缩短,也迫使管理人员寻找一种有利于程序继承性、标准化、多人并行开发的管理方式。从长远的意义上来讲,RTOS的推广能够带来嵌入式软件工业更有效、更专业化的分工,减少社会重复劳动、提高劳动生产率。
5.RTOS的基本特征
(1)任务
任务(Task)是RTOS中最重要的操作对象,每个任务在RTOS的调用下由CPU分时执行。激活的或当前任务是CPU正在执行的任务,休眠的任务是在存储器中保留其执行的上下文背景、一旦切换为当前任务即可从上次执行的末尾继续执行的任务。任务的调度目前主要有时间分片式(TimeSlicing)、轮流查询式(Round-Robin)和优先抢占式(Preemptive)三种,不同的RTOS可能支持其中的一种或几种,其中优先抢占式对实时性的支持最好。
(2)任务切换
RTOS管理下的系统CPU和系统资源的时间是同时分配给不同任务的,这样看起来就象许多任务在同时执行,但实际上每个时刻只有一个任务在执行,也就是当前任务。任务的切换有两种原因。当一个任务正常地结束操作时,它就把CPU控制权交给RTOS,RTOS则检查任务队列中的所有任务,判断下面那个任务的优先级最高,需要先执行。另一种情况是在一个任务执行时,一个优先级更高的任务发生了中断,这时RTOS就将当前任务的上下文保存起来,切换到中断任务。RTOS经常性地整理任务队列,删除结束的任务,增加新的要执行任务,并将其按照优先级从大到小的顺序排列起来,这样可以合理地在各个任务之间分配系统资源。
(3)消息和邮箱
消息(Message)和邮箱(Mailbox)是RTOS中任务之间数据传递的载体和渠道,一个任务可以有多个邮箱。通过邮箱,各个任务之间可以异步地传递信息,没有占用CPU时间的查询和等待。当RTOS包含片上总线接口驱动功能时,各个单片机之间的通信也通过邮箱的方式来进行,用户并不需要了解更深的关于硬件的内容。
(4)旗语
旗语(Semaphore)相当于一种标志(Flag),通过预置,一个事件的发生可以改变旗语。一个任务可以通过监测旗语的变化来决定其行动,在监测旗语变化的时候不消耗CPU时间,旗语对任务的触发是由RTOS来完成的。通过使用旗语,一个任务在等待事件变化的时候就可以不必不断查询,而把CPU时间出让给其它任务。
(5)存储区分配
RTOS对系统存储区进行统一分配,分配的方式可以是动态的或静态的,每个任务在需要存储区时都要向RTOS内核申请。RTOS通过使用存储分配类核心对象管理数据存储器,在动态分配时能够防止存储区的零碎化。
(6)中断和资源管理
RTOS提供了一种通用的设计用于中断管理,有效率而灵活,这样可以实现最小的中断潜伏时间和最大的中断响应度。RTOS内核中的资源对象类则实现了对系统实体资源或虚拟资源的独占式访问,一个任务可以取得对资源的唯一访问权,其它任务在资源释放以前无法访问,这样可以避免资源冲突。设计完善的RTOS具有检查可能导致系统死锁的资源调用设计。
上面是RTOS的基本特征。根据产品的不同,它可能还包含许多其它功能。
6.你的处理器是不是需要一套实时多任务操作系统?
RTOS是目前嵌入式系统领域的热点之一,是流行的开发平台,但它毕竟对于许多用户来说还是昂贵的,还会大量改变用户习惯的开发方式,因此在引入RTOS以前对必要性进行考察还是明智的。你可以思考下面的几个问题:
(1)你的处理器控制的时间和方式和你预想的一样吗?
(2)你是否发现自己花费很多时间盘算怎样使一段代码在该执行的时候执行?
(3)你是否花费太多时间在中断子程序上,知道主程序不可能顺序地处理中断事件,便试图编出所有代码来处理中断事件?
(4)你是否发现自己在不断地测试标志或调用测试标志的子程序,来判断是否应当执行一段子程序?
如果你对上面问题的回答有一个以上是肯定的话,那么就是到了需要一套实时多任务操作系统将你从编程的琐碎中解脱出来的时候了。
8.目前有什么样的RTOS?
当你在电子杂志上寻找RTOS的时候,可能会发现世界上研制RTOS产品的公司多得令你无所适从;但是仔细阅读后会发现,它们的产品可能只覆盖几种处理器,而且是你所不熟悉的。目前产品比较全面的公司主要有美国的CMXCompany和EmbeddedSystemProcts(ESP),Inc.,它们对中国单片机工业流行的单片机,如8051,251,196/296,P51XA,68xxx等都有RTOS及其相关的接口库函数产品,提供源程序代码,没有每个产品的二进制版税。其中CMX公司的产品价格略低,较适合中国市场;而ESP公司的产品则有较丰富的库函数支持
⑹ RTOS是什么意思啊
RTOS是Real Time Operation System的缩写,即实时操作系统!
这个技术在国棚顷内最近几年才开始逐渐被计算此和孙机的专业人员、有关公司等所了解、掌握、应用,在国外大森链概也就二十年左右的历史!
目前RTOS主要有VxWorks、uC/OS等,
⑺ 常见的硬件调度器有 哪些
片过大,下载后拉小即可。
实时操作系统(RTOS),在整个嵌入式系统中扮演着十分重要的角色,它就像人的大脑支配人的行为一样,控制着整个系统的工作与运转,一个RTOS性能的优劣将对整个系统的性能产生直接的影响。衡量一个RTOS的好坏有多种标准,实时性则为一个关键指标,并且随着实时操作系统实际运用的加深及拓广,对RTOS提出了更加严格的要求。在系统限定时间内响应处理外部事件已经成为了对RTOS的一个基本要求。
任务调度,是RTOS的核心所在,任务间的通信、外部事件的处理以及中断处理等都离不开任务调度的参与。而且随着系统功能的完善与增强,任务间的关系变得更加复杂,需要与更多的外围设备打交道,这就需要任务调度不断地参与其中,从而导致系统性能的急剧下降、对事件实时响应能力的降低。任务调度则成为了RTOS性能的瓶颈,提高RTOS的整体性能则首先应当从提高任务调度的性能着手。将任务调度硬件化,无疑可以提升任务调度的性能,从而提高整个RTOS的性能。本文讨论了三种任务调度的实现方法,分别为:处理器调度模型、硬件调度器模型,并在文章最后对其性能进行了测试。测试结果表明,硬件调度器模型具有良好的性能,相对协处理器方式需要更少的硬件实现逻辑单元。
系统功能的增强,使得任务间的调度以及任务之间的通信变得更加复杂,必将导致系统性能急剧降低。而且,随着系统不断完善,在实时嵌入式系统中,计算结果的正确性已经不再是整个系统追求的目标,而实时性则成为整个系统面对的首要难题。如果将RTOS的调度功能由原来的纯软件实现转变为硬件实现,将极大的提高实时系统的实时性以及处理能力。
⑻ 实时操作系统的相关概念
代码临界段:指处理时不可分割的代码。一旦这部分代码开始执行则不允许中断打入;
资源:任何为任务所占用的实体;
共享资源:可以被一个以上任务使用的资源;
任务:也称作一个线程,是一个简单的程序。每个任务被赋予一定的优先级,有它自己的一套CPU寄存器和自己的栈空间。典型地轿察备,每个任务都是一个无限的循环,每个任务都处在以下五个状态下:休眠态,就绪态,运行态,挂起态,被中断态;
任务切换:将正在运行任务的当前状态(CPU寄存器中的全部内容)保存在任务自己的栈区,然后把下一个将要运行的任务的当前状态从该任务的栈中重新装入CPU的寄存器,并开始下一个任务的运行;
内核:负责管理各个任务,为每个任务分配CPU时间,并负责任务之间通讯。分为不可剥夺型内核和可闭毁剥夺型内核;
调度:内核的主要职责之一,决定轮到哪个任务运行。一般基于优先级调度法; 任务优先级:分为优先级不可改变的静态优先级和优先级可改变的动态优先级;
优先级反转:优先级反转问题是实时系统中出现最多的问题。共享资源的分配可导致优先级低的任务先运行,优先级高的任务后运行。解决的办法是使用“优先级继承”算法来临时改变任务优先级,以遏制优先级反转。 虽然共享数据区简化了任务之间的信息交换,但是必须保证每个任务在处理共享共享数据时的排他性。使之满足互斥条件的一般方法有:关中断,使用测试并置位指令(TAS),禁止做任务切换,利用信号量。
因为采用实时操作系统的意义就在于能够及时处理各种突发的事件,即处理各种中断,因而衡量嵌入式实时操作系统的最主要、最具有代表性的性能指标参数无疑应该是中断响应时间了。中断响应时间通常被定义为:
中断响应时间=中断延迟时间+保存CPU状态的时间+该内核的ISR进入函数的执行时间。
中断延迟时间=MAX(关中断的最长时间,最长指令时间) + 开始执行ISR的第一条指令的时间。
最大中断禁止时间:
当RTOS运行在核态或执没唤行某些系统调用的时候,是不会因为外部中断的到来而中断执行的。只有当RTOS重新回到用户态时才响应外部中断请求,这一过程所需的最大时间就是最大中断禁止时间。
任务切换时间:
当由于某种原因使一个任务退出运行时,RTOS保存它的运行现场信息、插入相应队列、并依据一定的调度算法重新选择一个任务使之投入运行,这一过程所需时间称为任务切换时间。
上述几项中, 最大中断禁止时间和任务切换时间是评价一个RTOS实时性最重要的两个技术指标。