Системы реального времени

Это системы, предназначенные для облегчения разработки так называемых приложений реального времени. Это программы, управляющие некомпьютерным по природе оборудованием, часто с очень жесткими ограничениями по времени. Примером такого приложения может быть программа бортового компьютера крылатой ракеты, системы управления ускорителем элементарных частиц или промышленным оборудованием. Такие системы обязаны поддерживать многопроцессность, гарантированное время реакции на внешнее событие, простой доступ к таймеру и внешним устройствам. Такие системы могут по другим признакам относиться как к классу ДОС (RT-11), так и к ОС (OS-9, QNX). Часто такие системы (например, VxWorks) рассчитаны на работу совместно с управляющей host-машиной, исполняющей «нормальную» операционную систему.

Гарантированное время реакции на внешнее событие является отличительным признаком систем реального времени. Требование гарантированного времени реакции налагает специфические требования на архитектуру ОС; большинство современных ОС общего назначения непригодно для задач реального времени.

Любопытно, что одно из применений компьютерной технике – мультимедиа - при качественной реализации предъявляет к системе те же требования, что и промышленные задачи реального времени. В мультимедиа, одной из основных проблем, является синхронизация изображения на экране со звуком. Именно в таком порядке. Звук обычно генерируется внешним аппаратным устройством с собственным таймером, а изображение синхронизуется с ним же. Человек способен заметить довольно малые временные неоднородности в звуковом потоке. Напротив, пропуск кадров в визуальном потоке не так заметен, а расхождение звука и изображения заметно уже при задержках около 30 мс. Поэтому системы качественного мультимедиа должны обеспечивать синхронизацию с такой же, или более высокой точностью, что мало отличается от систем мягкого реального времени.

Поскольку именно системы общего назначения приобретают все большую популярность, решить проблему недостаточной реактивности системы в них пытаются с помощью аппаратных решений. Первым примером этого является применение звукового контроллера еще под DOS. Сейчас, с развитием технологий сжатия видео и индустрии динамических игр, особенно остро видна необходимость в аппаратной реализации наиболее критичных к временной привязке подсистем. Выпуск новых видеоадаптеров, с все возрастающая вычислительная мощность этому пример. По сути, применение современных мультимедийных узлов похоже на соединение апппаратно-программной ОС реального времени (видеоадаптер, звуковой контроллер) с ОС общего назначения.