سیستم عامل بلادرنگ یا RTOS چیست؟

بررسی سیستم عامل بلادرنگ یا ROTOS و کاربرد آن

سیستم عامل بلادرنگ یا RTOS چیست؟ بررسی این سیستم عامل و کاربرد آن در کامپیوتر در این مقاله ی آموزشی از آکادمی مسترکامپیوتر تا پایان این مقاله ما را همراهی کنید.

تا به حال اسم سیستم عامل بلادرنگ را شنیده اید؟ برایتان سوال پیش آمده که سیستم عامل بلادرنگ چیست؟ چرا استفاده می شود و چه کاربردی دارد؟ برای درک بهتر این موضوع ابتدا به تعریف این سیستم عامل می پردازیم.

سیستم عامل بلادرنگ یا RTOS چیست؟

می دانید که وظیفه ی اصلی یک سیستم عامل مدیریت کردن منابع و فعالیت های سخت افزاری در سیستم می باشد از جمله این فعالیت ها می توان از برنامه ریزی برنامه های کاربردی، نوشتن فایل ها بر روی دیسک و همچنین ارسال داده ها در یک شبکه و دیگر موارد این چنینی است.

وقتی که سیستم عامل باید چند رویداد را به صورت همزمان مدیریت کند و مطمئن شود که سیستم به آن رویدادها در محدوده ی زمانی قابل پیش بینی پاسخ دهد سیستم عامل بلادرنگ نامیده می شود.

در بخش آموزش های رایگان بخوانید:

سیستم عامل لینوکس چیست و چه کاربردی دارد؟

مانیتورهای LCD و LED چه تفاوتی دارند

حل مشکل نشناختن گوشی توسط کامپیوتر

آموزش نصب زبان فارسی در ویندوز

RTOS چیست؟

قبل از این که به برررسی RTOS بپردازیم بهتر است که به تعریف سیستم عامل بپردازیم. سیستم عامل در اصل رابط بین سخت افزار و کاربر می باشد. و هر سیستمی نیاز به آن دارد که یک سیستم عامل داشته باشد حتی موبایل ها و تبلت ها نیز دارای سیستم عامل می باشند.

سیستم عامل ها به دو نوع بلادرنگ و با درنگ تقسیم می شوند. از جمله سیستم عامل های بادرنگ می توان ویندوز و لینوکوس و اندروید و …. را نام برد.

مفهوم سیستم عامل بلادرنگ

سیستم عامل بلادرنگ یا RTOS مخفف real time operating system می باشد که یک جزء نرم افزاری می باشد که به سرعت بین وظایف سوئیچ می کند. و این تصور را برای ما ایجاد می کند که چندین برنامه به طور همزمان بر روی یک هسته پردازشی واحد اجرا می کند.

در اصل هسته پردازشی فقط یک وظیفه را انجام می دهد اما سیستم RTOS به سرعت در بین وظیفه ها می چرخد تا این تصور برای ما ایجاد شود که چندین برنامه به صورت همزمان اجرا می شود.

سیستم عامل های بلادرنگ دو ویژگی کلیدی دارند:

پیش بینی پذیری و تعیین گرایی

در یک ROTOS وظایف تکراری در یک محدوده ی زمانی محدود انجام می شوند در صورتی که در سیستم عامل های بادرنگ اینگونه نیست.

تفاوت بین سیستم عامل و سیستم عامل های بلادرنگ

تفاوت اصلی بین سیستم عامل های بادرنگ مانند ویندوز و لینوکس و سیستم عامل های بلادرنگ که در سیستم های امبدد پیدا می شود زمان پاسخگویی به رویدادهای خارجی می باشد.

سیستم عامل ها معمولا پاسخی غیرقطعی ارائه می دهند که هیچ تضمینی برای زمان تکمیل آن وجود ندارد اما سعی می کنند به کاربر پاسخگو باقی بمانند. در صورتی که در سیستم عامل های بلادرنگ یک پاسخ قطعی ارائه می کند و به رویدادهای خارجی ارائه می کند.

انواع RTOS

سیستم عامل بلادرنگ سخت

در این نوع زمان مقرر بسیار دقیق انجام می شود این بدان معنی است که وظیفه داده شده باید در زمان برنامه ریزی شده ی مشخصی اجرا شود و باید در زمان تعیین شده تکمیل شود.

سیستم عامل بلادرنگ ثابت

در این نوع نیز RTOS باید در زمان مقرری پیروی کند. از دست دادن مهلت زمانی ممکن است که تاثیر زیادی نداشته باشد. اما می تواند باعث تاثیرات نامطلوبی مثل کاهش کیفیت یک محصول می شود.

سیستم عامل بلادرنگ نرم

این نوع برخی تاخیرها را به وسیله ی سیستم عامل می پذیرد در این نوع سیستم عامل بلادرنگ برای کار خاصی مهلت معینی مشخص شده است اما تاخیر فقط برای مدت کمی قابل قبول است. در نتیجه زمان مقرر در این نوع به آرامی کنترل می شود.

کاربردهای سیستم عامل بلادرنگ

از سیستم عامل های بلادرنگ در مواردی مانند موارد زیر استفاده می شود:

1. سیستم های رزور کردن خطوط هوایی
2. سیستم های کنترل ترافیک هوایی
3. سیستم های ارائه دهنده ی بروزرسانی فوری
4. سیستم های ارائه دهنده ی اطلاعات و قیمت های بروز و دقیق سهام
5. سیستم های دفاعی مانند رادار
6. سیستم چند رسانه ای شبکه ای
7. تلفن اینترنتی
8. سیستم های کنترل فرمان
9. دستگاه های تنظیم کننده ی ضربان قلب
10. سیستم های ترمز ضد قفل

مزایای استفاده از RTOS

• حداکثر مصرف را در استفاده از دستگاه هایی که منجر به خروجی بیشتر از همه منابع می شود.
• تغییر کار : زمانی که برای جابه جایی وظایف در این سیستم اختصاص داده شده کم است در سیستم های جدید این زمان 3 میکروثانیه می باشد.
• تمرکز بر برنامه : بیشتر تمرکز را بر روی برنامه های در حال اجرا می گذارد و اهمیت کمتری به برنامه های در حال انتظار می دهد.
• بدون خطا: این نوع سیستم خطا ندارد.
• تخصیص حافظه: در این نوع تخصیص حافظه به بهترین حالت ممکن انجام می شود.

معایب استفاده از RTOS

• سیستم عامل بلادرنگ برنامه های مینیمال یا کمینه را با هم اجرا می کند و روی برنامه هایی که خطا دارند متمرکز می شود تا بتواند از آن ها جلوگیری کند.
• برای این نوع درایورهای خاصی مورد نیاز است که بتوانند زمان پاسخگویی سریع را برای قطع سیگنال ها ارائه دهد.
• منابع زیادی از ROTS استفاده می کنند که این سیستم را گران می کند.
• وظایفی که اولویت کمتری دارند باید زمان زیادی را منتظر بمانند چرا که RTOS دقت برنامه را حفظ می کند که در حال اجرا هستند.
• از الگوریتم هایی پیچیده استفاده می کند.
• از منابع زیادی استفاده می کنند که گاهی اوقات برای سیستم مناسب نیستند.

در این مقاله ی آموزشی به بررسی سیستم عامل های بلادرنگ و تفاوت آن ها با سیستم عامل های بادرنگ و همچنین مزیت ها و معایب استفاده از این سیستم عامل ها را بیان کردیم.

از شما کاربران عزیز نیز تقاضا داریم که نظرات خود را در این زمینه برای ما در پایین همین مقاله بنویسید.