Функции операционных систем в среде реального времени

Операционная система — это сложный программный продукт, предназначенный для управления аппаратными и программными ресурса­ми вычислительной системы. Она предоставляет каждому процессу виртуальную (логическую) среду, включающую в себя время процессора и память. "Виртуальная среда" — это концептуальное понятие. Ее характеристики могут как совпадать, так и не совпадать с параметрами реального оборудования.

Многозадачность сейчас доступна почти на всех типах ЭВМ, и ее поддержка является одной из основных характеристик таких операционных систем, как UNIX и Windows NT. В первую очередь многозадачность должна обеспечивать распределение и защиту ресурсов. Первоначальной целью создания многозадачных систем, или систем разделения , было желание обеспечить одновременный доступ нескольких пользователей к дорогим вычислительным ре­сурсам и, соответственно. Делить между ними эксплуатационные расходы, т. е. повысить экономическую эффективность оборудования. В системах реального времени целью многозадачного режима является изоляция друг от друга
операций и распределение рабочей нагрузки между отдельными программными модулями. Единственным "пользователем" в этом случае является управляемая система.

В системах разделения времени, или многопользовательских системах, внимание уделялось защите и изоляции пользователей друг от друга с помощью паролей, управления доступом, учета использования ресурсов и т. д. Системы реального времени в этом смысле имеют меньше ограничений, поскольку разработчик всегда знает, что делает каждый модуль. В ситуациях, когда ценится каждая миллисекунда машинного времени, его нельзя тратить на дополнительные расходы по контроль доступа, поэтому файловые системы и механизмы защиты не являются важными компонентами операционных систем реального времени. Многопользовательские системы должны быть, в определенном смысле, "справедливыми", поскольку даже в режиме большой нагрузки нельзя допускать дискриминации ни одного пользователя. Наоборот, в приоритетных системах реального времени процессы четко разграничены с точки зрения права доступа к ресурсам процессора.

В распределенной среде операционная система дополнительно выполняет функции сопряжения программ с сетью и управления обменом данными и сообщениями между ЭВМ. В сетевых операционных системах каждая ЭВМ имеет высокую степень автономности. Общесистемные требования к обмену информацией позволяют взаимодействовать процессам, даже если они работают под управлением разных операционных систем, при условии, что каждая из них обладает необходимыми сетевыми возможностями.