Презентация на тему: Программное Обеспечение Систем Реального Времени Операционное

Реклама. Продолжение ниже
Программное Обеспечение Систем Реального Времени Операционное
Содержание лекции
Система реального времени
Основное назначение ОС
Области применения
Функциональность ОС
Диспетчеризация (управление потоками/процессами)
Управление приоритетами
Управление памятью
Архитектура ОС
Системы с монолитным ядром
Системы с монолитным ядром с использование планировщиком РВ
Многоуровневые системы без защиты памяти
Микро-ядерные системы.
Общие требования к ОС РВ
Отраслевые требования к ОСРВ
DO-178
ARINC 653
CCITSE
MILS
Российские ГОСТЫ
Характеристики ОС РВ
Обзор операционных систем
Временные рекомендации
Windows
Результаты сравнительного тестирования ОСРВ QNX 6.1, VxWorks и Windows CE.NET
Linux
Системы РВ и управляемым кодом
Ключевые факторы
Модель запуска программы
Плюсы-минусы
OS Android
Архитектура Android
Singularity
Свойства SIP
Вопросы?
1/36
Средняя оценка: 4.9/5 (всего оценок: 43)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (527 Кб)
Реклама. Продолжение ниже
1

Первый слайд презентации

Программное Обеспечение Систем Реального Времени Операционное обеспечение СРВ Тема лекции: БГТУ. Кафедра И3. Асс. Куликов Д.Б.

Изображение слайда
1/1
2

Слайд 2: Содержание лекции

Система реального времени Функциональность Архитектура ОС. Способы повышения надежности. Требования к ОС РВ. Стандарты Характеристики Пример ОС

Изображение слайда
1/1
3

Слайд 3: Система реального времени

Система, корректность функционирования которой определяется не только корректностью выполнения вычислений, но и временем, в которое получен требуемый результат. Если требования по времени не выполняются, то считается, что произошел отказ системы. При этом в системе должны существовать средства проверки соблюдения временных ограничений и, кроме того, заранее не очевидно, как эти временные ограничения соблюсти. Аппаратно-программный комплекс, реагирующий в предсказуемые времена на случайный поток внешних событий. Стандарт POSIX 1003.1 : «Реальное время в операционных системах — это способность операционной системы обеспечить требуемый уровень сервиса в определённый промежуток времени»

Изображение слайда
1/1
4

Слайд 4: Основное назначение ОС

Распределение ресурсов ВУ для множества задач.

Изображение слайда
1/1
5

Слайд 5: Области применения

Системы управления технологическими процессами (например, управление реакторами на атомных электростанциях, переработка различных материалов/сырья и т.п.) Системы медицинского мониторинга и жизнеобеспечения Военные системы (системы наведения, разведки и пр.) Робототехника (например, конвейерная сборочная линия) Подсистемы транспортных средств (антиблокировка тормозов, управление зажиганием, автопилоты на самолетах) Системы сбора данных в научных исследованиях Системы охранной сигнализации (аварийные системы) Системы управления промышленной безопасности Телекоммуникационные системы

Изображение слайда
1/1
6

Слайд 6: Функциональность ОС

Управление потоками/процессами Управление памятью (MMU) Управление таймерами Взаимодействие между задачами и синхронизация. Управление ресурсами Файловая система Устройства ввода/вывода

Изображение слайда
1/1
7

Слайд 7: Диспетчеризация (управление потоками/процессами)

FIFO(First Input First Output) Карусельная (Round Robin) Адаптивная (изменяет приоритет) Спорадическая (изменяет приоритет)

Изображение слайда
1/1
Реклама. Продолжение ниже
8

Слайд 8: Управление приоритетами

Статические алгоритмы планирования (RMS — Rate Monotonic Scheduling). Используют приоритетное вытесняющее планирование. Приоритет присваивается каждой задаче до того, как она начала выполняться. Преимущество отдается задачам с самыми короткими периодами выполнения. Динамические алгоритмы планирования (EDF — Earliest Deadline First Scheduling). Приоритет задачам присваивается динамически, причем предпочтение отдается задачам с наиболее ранним предельным временем начала (завершения) выполнения.

Изображение слайда
1/1
9

Слайд 9: Управление памятью

Выделение памяти Освобождение памяти Это один из процессов принципиально влияющих на быстродействие и надежность работы всей системы.

Изображение слайда
1/1
10

Слайд 10: Архитектура ОС

- Системы с монолитным ядром - Системы с монолитным ядром с использование планировщиком РВ - Многоуровневые системы - Микро-ядерные системы. Системы с использованием клиент-серверного подхода

Изображение слайда
1/1
11

Слайд 11: Системы с монолитным ядром

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
12

Слайд 12: Системы с монолитным ядром с использование планировщиком РВ

Аппаратура ПК Монолитное ядро Диспетчер РВ Программы Программы РВ

Изображение слайда
1/1
13

Слайд 13: Многоуровневые системы без защиты памяти

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
14

Слайд 14: Микро-ядерные системы

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
Реклама. Продолжение ниже
15

Слайд 15: Общие требования к ОС РВ

Вытесняющую многозадачность Поддержка приоритетов Поддержка предсказуемых механизмов синхронизации Наследование приоритетов Предсказуемость. Поведение ОС должно быть известным и предсказуемым (задержки обработки прерываний, задержки переключения задач, задержки драйверов и т.д.); это значит, что во всех сценариях рабочей нагрузки системы должно быть определено максимальное время отклика.

Изображение слайда
1/1
16

Слайд 16: Отраслевые требования к ОСРВ

ОСРВ должны обеспечивать высокую степень "живучести" системы так, чтобы при отказе какой-либо части ПО другая часть ПО продолжала нормально функционировать. ОСРВ должна гарантировать отсутствие общего отказа системы; ОСРВ должны удовлетворять жёстким требованиям по качеству ПО, что подразумевает соответствие различным отраслевым, национальным и международным стандартам. Особенностью требований к ОСРВ является то, что ПО должно иметь доказанное качество и во многих случаях должно быть сертифицировано уполномоченными организациями; требование по надёжности: вероятность сбоя в ПО должна быть очень маленькая; требования по безопасности (safety) и секретности (security) данных: в системе должны быть предусмотрены средства защиты наиболее важной информации.

Изображение слайда
1/1
17

Слайд 17: DO-178

Стандарт DO-178 (Software Consideration in Airborne Systems and Equipment Certification). Определяет процедуры сертификации ПО на основе требуемого уровня качества ПО. Разработан и поддерживается ассоциацией RTCA (Radio Technical Commission for Aeronautics, http://www.rtca.org). Первая версия стандарта принята в 1982 г., вторая (DO-178A) - в 1985. Текущая версия DO-178B принята в 1992 г. Новая версия DO-178C готовится специальным комитетом RTCA SC-205 WG-71 EUROCAE (European Organization for Civil Aviation Equipment) Важная особенность классификация уровней отказов. Стандартом определено пять уровней серьёзности отказа (A, B, C, D, E). Для каждого уровня определён набор требований к ПО, которые должны гарантировать работоспособность всей системы в целом при возникновении отказов данного уровня серьёзности;

Изображение слайда
1/1
18

Слайд 18: ARINC 653

ARINC 653 (Avionics Application Software Standard Interface). Стандарт разработан компанией ARINC (Aeronautical Radio, Inc.) в 1997 г. и вводит концепцию изолированных разделов на основе универсального программного интерфейса APEX (Application/Executive) между ОСРВ и прикладным ПО. Требования интерфейса между прикладным ПО и сервисами ОС определяются таким образом, чтобы разрешить прикладному ПО контролировать диспетчеризацию, связь и состояние внутренних обрабатываемых элементов. В 2003 г. принята новая редакция. Стандарт ARINC 653 в качестве одного из основных требований для ОСРВ в авиации вводит архитектуру изолированных (partitioning) виртуальных машин; * Управление разделами (англ. Partition Management) * Управление процессами (англ. Process Management) * Управление временем (англ. Time Management) * Взаимодействие между разделами (англ. Interpartition Communication) * Взаимодействие внутри раздела (англ. Intrapartition Communication) * Реакция на ошибки (англ. Health Monitoring)

Изображение слайда
1/1
19

Слайд 19: CCITSE

Общие критерии для оценки безопасности информационных технологий (Common Criteria for Information Technology Security Evaluation - CCITSE). Это набор требований и условий безопасности, одобренный Агентством национальной безопасности и Национальным институтом стандартов и технологий США (http://csrc.nist.gov/cc/), а также соответствующими органами в других странах (в данный момент ещё 13 стран, кроме США). Первая версия требований опубликована в январе 1996 г., вторая - в апреле 1998 г. В 1999 г. CCITSE получил статус международного стандарта ISO 15408. (http://www.commoncrite-ria.org.)

Изображение слайда
1/1
20

Слайд 20: MILS

MILS (Multiple Independent Levels of Security/Safety). MILS делает возможной математическую верификацию программного ядра системы путём уменьшения функциональности за счёт предъявления к системам четырёх обязательных групп требований (Information Flow, Data Isolation, Period Processing, Damage Limitation). Развивается проект усилиями заинтересованных компаний и организаций, таких как U.S. Air Force Research Laboratory, Lockheed Martin, Агентство национальной безопасности США и др. ( http://mils.ois.com ). Базовое понятие «разделенное ядро». Тип защищенного ядра, симулирующего распределенное технического окружение. Защищает и разделяет все ресурсы машины Обеспечивает взаимодействие между различными частями Контролирует все взаимодействия.

Изображение слайда
1/1
21

Слайд 21: Российские ГОСТЫ

ГОСТ Р ИСО/МЭК 51904-2002 («ПО встроенных систем. Общие требования к разработке и документированию») — аналог DO-178B для военной авиации; ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99 ("Информационная технология. Процессы жизненного цикла программных средств"); ГОСТ Р ИСО/МЭК 15408-2002 ("Методы и средства обеспечения безопасности. Критерии оценки безопасности информационных технологий").

Изображение слайда
1/1
22

Слайд 22: Характеристики ОС РВ

Время реакции на событие Время переключение контекста Количество приоритетов Количество задач Масштабируемость Типы диспетчеризации Контроль за исполнением

Изображение слайда
1/1
23

Слайд 23: Обзор операционных систем

LynxOS (POSIX,Linux) VxWorks OS9 (POSIX) QNX (POSIX) Windows Linux Платформа Java Singularity

Изображение слайда
1/1
24

Слайд 24: Временные рекомендации

Менее 10 мкс Специализированные ОСРВ. 10 - 100 мкс Операционные системы реального времени 100 мкс - 1 мс ОСРВ, RTAI, RT- UNIX и LINUX, расширения реального времени для Windows NT, CE 1 мс Linux и Windows NT, но не для систем, где опоздания реакции могут привести к тяжелым последствиям

Изображение слайда
1/1
25

Слайд 25: Windows

Расширение RTX Модификации от Microsoft Windows Embedded CE Windows XP Embedded Windows Automotive

Изображение слайда
1/1
26

Слайд 26: Результаты сравнительного тестирования ОСРВ QNX 6.1, VxWorks и Windows CE.NET

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
27

Слайд 27: Linux

RTLinux Kurt RedHat RT Suse RT и другие.

Изображение слайда
1/1
28

Слайд 28: Системы РВ и управляемым кодом

Java, Real-Time Specification for Java (RTSJ) Android C#

Изображение слайда
1/1
29

Слайд 29: Ключевые факторы

- Используется концепция управляемого кода. - Использование виртуальной машины - Использование ООП - Автоматическое управление памятью(cборка мусора)

Изображение слайда
1/1
30

Слайд 30: Модель запуска программы

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
31

Слайд 31: Плюсы-минусы

Достоинства Высокая надежность Высокая масштабируемость Использование виртуальной машины Широкая распространенность Недостатки/издержки автоматическое управление памятью

Изображение слайда
1/1
32

Слайд 32: OS Android

- Предназначена для использования в мобильных устройствах общего применения - Система построена на базе микроядра и виртуальной машины. - Используется концепция управляемого кода.

Изображение слайда
1/1
33

Слайд 33: Архитектура Android

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
34

Слайд 34: Singularity

- Система построена на концепции управляемого кода. - Используется полностью типизированный язык программирования. Sing#. - Программно-изолированные процессы (Software-Isolated Process, SIP)

Изображение слайда
1/1
35

Слайд 35: Свойства SIP

* SIP-ы – это закрытые объектные, а не адресные пространства. Два процесса Singularity не могут одновременно получить доступ к объекту. * SIP-ы – это закрытые пространства кода. Процесс не может динамически загружать или генерировать код. * SIP-ы не используют для изоляции аппаратное управление памятью. В физическом или виртуальном адресном пространстве может находиться несколько SIP. * Связь между SIP осуществляется через двунаправленные, строго типизированные высокоуровневые каналы. Канал определяется коммуникационным протоколом и передаваемыми значениями, оба аспекта проверяются. * SIP-ы недорого создавать, а накладные расходы при коммуникациях между SIP-ами незначительны. Низкая стоимость делает практичным использование SIP-ов на более детальном уровне изоляции и в механизме расширения. * SIP-ы создаются и уничтожаются операционной системой. Поэтому при их уничтожении ресурсы, занятые SIP-ами гарантированно освобождаются. * SIP-ы исполняются независимо. Они могут иметь разные раскладки данных, исполняющие системы и сборщики мусора.

Изображение слайда
1/1
36

Последний слайд презентации: Программное Обеспечение Систем Реального Времени Операционное: Вопросы?

Изображение слайда
1/1
Реклама. Продолжение ниже