Файл: Курс лекций по дисциплине СРВ (Артемов СП).pdf

61 

Планировщик

 Сервер 

прерываний

Сервер доступа к 

памяти

Сетевой 

сервер 

Задача 1

Задача 2

Рис. 27. 

Наименее  проблемная  архитектура  по  обеспечению  доступа  к 

ресурсам – это объектно-ориентированная (из-за буфера – «почтового 

ящика» и микроядра). 

Синхронизация с внешними событиями 

Это  обеспечение  реакции  системы  на  действия,  передающиеся 

из внешних систем и не являющихся частью вычислительного узла.  

Обеспечение синхронизации возможно: 

При организации распределённой системы и использовании 

сетевых компонентов. 

Синхронизация  с  узлами,  подключенными  к  внутренней 

шине вычислительного узла. 

Синхронизация  с  внешними  событиями  используется  для 

обеспечения  алгоритма  функционирования  при  распределении 

системы по разным вычислительным узлам.  

Синхронность  функционирования  обеспечивается  наличием 

общих характеристик вычислительных узлов системы. 

Для  реализации  синхронизации  с  узлами,  подключенными  к 

внутренней шине вычислительного узла, используются 2 метода: 

1. 

метод прерывания  

62 

2. 

метод опроса. 

Метод  прерывания  более  скоростной,  но  в  нём  большой  поток 

лишней  информации.  Применяется  для  быстрых  систем  и  систем  с 

большой градацией приоритетов. 

В методе опроса задача, которой нужна информация, отправляет 

запрос на другой вычислительный узел именно в тот момент, когда ей 

это  необходимо.  Уменьшается  поток  информации,  но  обычно  этот 

метод используется для более медленных задач, так как метод опроса 

требует  подтверждение.  Запрос  →  ответ  →  готовность  к  приёму 

информации  →  передача  информации  →  подтверждение  приёма 

(необязательно).   

Синхронизация по времени 

Для  этой  цели  задаётся  квант  времени.  Он  является  эталонным 

измерителем  и  называется  тиком.  Фактически  для  операционной 

системы  тик  –  это  базовая  единица  измерения.  Размер  этого  тика 

может быть различным для различных операционных систем и зависит 

от  тех  задач,  которые  в  этой  операционной  системе  исполняются. 

Размер  тика  определяется  по  таймеру,  а  также  из  механизма 

взаимодействия  с  таймером.  Методы  взаимодействия  с  таймером 

также  могут  быть  различными  в  зависимости  от  операционной 

системы.  Синхронизация  задач  по  времени  заключается  в 

использовании  этих  таймеров.  Таймеры  бывают  двух  видов: 

программные  и  аппаратные.  Количество  аппаратных  таймеров 

ограничено 

архитектурой 

вычислительного 

узла. 

Количество 

программных  таймеров  ограничено  архитектурой  операционной 

системы  либо  не  ограничено.  Одним  из  подвидов  программных 

таймеров  являются  пользовательские  таймеры.  Пользовательский 

таймер  –  это  некоторый  счётчик  и  обработчик  этого  счётчика.  Любой 

63 

программный  таймер  основывается  на  аппаратных  таймерах.  Обычно 

на  одном  вычислительном  узле  бывает  один  аппаратный  таймер, 

который  функционирует  по  прерыванию.  Для  таймера  существует 

понятие истечения таймера. 

Прерывание, 

генерирующее событие

Рис. 28. 

Синхронизация  по  времени  обеспечивается  по  меткам 

прерывания.  Выполнение  каждой  задачи  реализуется  по  временному 

интервалу.  Временной  интервал  определяется  по  таймеру.  Любой 

программный таймер должен быть кратен аппаратному таймеру. Если 

это условие не выполняется, то синхронизация по времени для задач 

невозможна. 

ВИДЫ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ 

QNX 

Данная  операционная  система  (ОС)  разработана  в  1982  году 

компанией QNX Software Systems. Она сразу же стала ОС «двойного» 

назначения,  то  есть  она  применяется  для  хозяйственных  работ  и  для 

военных  целей.  В  1990  году  система  QNX  была  распространена  по 

всему  миру.  В  России  появилась  в  1992  году.  Основная  особенность: 

QNX 

построена на базе FLEET-технологии. 

F 

– Fault tolerance (отказоустойчивая) 

L 

– Load balancing (регулирующая нагрузку) 

64 

E 

– Efficient (эффективная)  

E 

– Extensible (расширяемая) 

T 

– Transparent (прозрачная или открытая) 

Особенности данной ОС: 

1. 

Является гибридом 16-32-битной ОС. 

2. 

Размер ядра от 8 до 20 кБ. 

3. 

Процесс взаимодействия задач с помощью сообщений.  

4. 

Поддержка распределённых сетевых вычислений. 

5. 

Для поддержания связи с популярными ОС поддерживается 

SMB. 

6. 

Поддержка файловых систем FAT, NTFS. 

7. 

Данная 

ОС 

имеет 

свойство 

интероперабилить 

(interoperability 

–  совместимость  к    использованию),  совместима  с 

программным обеспечением различных производителей. 

Недостаток: данная ОС ориентирована на платформу Intel. 

QNX 

распространяется 

бесплатно 

для 

некоммерческого 

использования  и  для  платформ,  ориентированных  на  персональный 

компьютер.  Все  остальные  версии  являются  платными.  Также  весь 

софт под QNX является платным. 

Под  QNX  разработаны  собственные  СУБД,  являющиеся  СУБД 

РВ: 

1. 

Watcom SQL. 

2. 

Faircom. 

3. 

C-Tree. 

В  QNX  есть  большой  набор  графических  средств  для  работы 

приложений.  Для  этой  цели  разработано  специальное  средство, 

позволяющее пользователю создавать собственные приложения. 

OC-9 

65 

Данная  ОС  относится  к  классу  unix-подобных  систем.  Основное 

применение – мобильные телекоммуникационные устройства, а также 

интерактивные  цифровые  телевизионные  приставки.  Основные 

платформы:  Motorola  68xxx,  Intel  86-й  серии  и  Hitachi.  Данная  ОС 

поддерживает функционирование 65535 задач одновременно, а также 

обеспечивает работу 255 пользователей.  

Время  переключения  между  процессами  равно  14мс;  для 

процесса  Motorola  68040  на  частоте  30  МГц.  Данная  операционная 

система 

обладает 

свойством 

переносимости 

приложений, 

поддерживает стандарт приложения на С++ и Java. Кроме того,  ОС-9 

имеет  развитые  сетевые  средства:  поддерживает  протоколы  TCP/IP, 

CAN, 

ArcNET, 

IPX

.  Поддерживается  свойство  совместимости. 

Существует  большое  количество  программных  продуктов  для 

построения  собственных  приложений  и  для  обеспечения  сетевого 

взаимодействия. Производитель ОС-9 – Microware System Corporation. 

Система разработана в 1979 году по заказу компании Motorola. 

ОС-9000 

– 

переносимая 

версия 

ОС-9. 

функционирует 

однообразно на различных платформах, т.к. на 95% система написана 

на языке Си. 5% соответствует виду платформы. ОС-9 поставляется в 

исходных кодах для платформы, для которой она была заказана. 

Кроме мобильных систем ОС-9 используется на данный момент в 

системах  военного  и  аэрокосмического  назначения,  бытовой 

электронике, измерительных системах, промышленной автоматизации, 

связи.  Основной  упор  делается  на  Power  PC.  С  1979-1997г  было 

установлено 5млн.версий. 

Основной метод – приоритет планирования с вытеснением. 

VxWorks/Tornado