Mavzu: Ishlab chiqarish korxonalarining avtomatlashgan tizimi. Ularni boshqarish tizimida operatsion tizimlarning servis usullari

QNX va WINDOWS NT operatsion tizimlariga asoslangan avtomatlashtirilgan jarayonni boshqarish tizimi.
Yaratilgan avtomatlashtirilgan jarayonni boshqarish tizimining optimal xususiyatlariga erishish uchun real vaqt rejimida ham, umumiy maqsadli operatsion tizimlar nazorati ostida ishlaydigan turli xil dasturiy paketlardan foydalanish kerak. Mashhur QNX va Windows NT OS dasturiy mahsulotlarni, shuningdek, neft va gaz korxonalarida jarayonlarni boshqarish tizimlarini yaratish va ulardan foydalanish tajribasini qiyosiy tahlil qilish ushbu turdagi operatsion tizimlardan oqilona foydalanish bo‘yicha aniq tavsiyalar ishlab chiqish imkonini beradi. QNX operatsion tizimi real vaqtda operatsion tizim (RTOS) sinfiga kiradi. Shuning uchun birinchi navbatda RT OS va umumiy maqsadli operatsion tizimlar o'rtasidagi asosiy farqlarni ko'rsatish kerak. Taqqoslashni yanada aniqroq qilish uchun ular Windows NT misolida amalga oshiriladi, bu ko'pincha neft va gaz korxonalari jarayonlarini boshqarish tizimida ma'lum bir dastur uchun bazaviy OTni tanlashda paydo bo'ladi. RT OS asosidagi tizimlarning xususiyatlari Real-time operatsion tizimlari quyi darajadagi dasturiy ta'minotning maxsus klassi bo'lib, ular asosida real vaqt rejimi (RTS) deb ataladigan tizimlar ishlab chiqilgan. RTS turli miqyosdagi ilovalarda - soatga o'rnatilgan elektron yordamchidan tortib global bank tranzaksiyalari tizimiga qadar qo'llanilishiga qaramay, ularning umumiy ajralib turadigan xususiyati har qanday ruxsat etilgan hodisaga belgilangan vaqtdan oshmaydigan vaqt ichida to'g'ri javob berish qobiliyatidir. ma'lum bir oldindan belgilangan interval ("real vaqt").
POSIX 1003.1 standarti RTOSga qo‘yiladigan asosiy talabni “operatsion tizimning ma’lum vaqt ichida kerakli darajadagi xizmat ko‘rsatish qobiliyati” sifatida belgilaydi. Ko'pincha "haqiqiy vaqt" atamasi noto'g'ri qo'llaniladi - amalda bu faqat tizimning on-layn rejimida ishlash qobiliyatini yoki odatdagidan tezroq javob berish vaqtiga ega bo'lgan interaktiv tizimning xarakteristikasini anglatadi. Shu bilan birga, foydalanuvchi bilan haqiqatda o'zaro aloqada bo'lgan tizim foydalanuvchiga zarar bermasdan, yuzlab millisekundlik kechikishlarga toqat qilishi mumkin. Haqiqiy vaqtda operatsion tizimlar xarakterli xususiyatlarga ega, ularning asosiylari quyidagilardir. Ko'p vazifalarni bajarish. RT operatsion tizimi oldindan ko'p vazifalarni bajarishni ta'minlaydi, bu turli xil hisoblash jarayonlarining bir nechta iplarini parallel ravishda bajarishni anglatadi. Bunday holda, protsessor butunlay bir ipdan ikkinchisiga va orqaga o'tishga qodir. Ustuvorlik darajalari. RT OS ko'p sonli mavzu ustuvorlik darajalariga ega, ular ko'pincha mavjud bo'lgan barcha oqimlardan qaysi biri hozirda ishlashi kerakligini aniqlaydi. sinxronizatsiya mexanizmlari. Turli xil iplar o'rtasida ma'lumotlar va boshqaruv signallarini uzatish kerak. Shuning uchun, RT OS ip sinxronizatsiya mexanizmlarini qo'llab-quvvatlaydi. Ustuvor meros. Tarmoqlar tomonidan yaratilgan jarayonlar ustuvor meros bilan ta'minlanadi. Bashoratlilik. Operatsion tizimning xatti-harakati har qanday mumkin bo'lgan vaziyat uchun ma'lum, uning dizayni RTS ishiga noaniqlik kiritishi mumkin bo'lgan mexanizmlardan maksimal darajada ozoddir. Bunga misol almashtirish mexanizmi - qattiq diskdagi operativ xotirani simulyatsiya qilish, bu xizmat ko'rsatishda qabul qilinishi mumkin bo'lmagan kechikishga olib kelishi mumkin. Swap mexanizmi ko'pincha umumiy maqsadli OTda qo'llaniladi va hech qachon real vaqt rejimida qo'llanilmaydi. Axborot tizimining asosi sifatida OT RT ning mavjudligi RTS ni yaratishni kafolatlamaydi. Bu faqat zarur, ammo hech qanday holatda etarli shart emas. Real vaqt rejimidagi operatsion tizimga ega bo'lishdan tashqari, real vaqtda real vaqt tizimini yaratish uchun apparatning ishlashi, ma'lumot oqimlarining mumkin bo'lgan hajmlari, aloqa kabi parametrlarni hisobga olgan holda butun tizimni to'g'ri loyihalash kerak. kanal quvvati, bir vaqtning o'zida qayta ishlangan vazifalarning mumkin bo'lgan soni, ularning ustuvorliklarini taqsimlash va o'zgartirish va boshqalar. Haqiqiy vaqtda tizimni ishlab chiqish jarayoni har doim kodlash va disk raskadrovkaning hal qiluvchi bosqichi bilan yakunlanadi. Biroq, ushbu bosqichlar muvaffaqiyatli yakunlanganidan keyin ham, RTSning funktsional xatosiz ishlashiga hech kim kafolat bera olmaydi. Faqat uzoq muddatli sinovdan so'ng, ishlab chiquvchi ba'zi hollarda (favqulodda vaziyatlardan himoya qilish tizimlari, yonuvchan yoki portlovchi materiallarni qayta ishlash va boshqalar) yaratilgan RTS uchun qisman javobgarlikni o'z zimmasiga oladi. QNX RT-ga asoslangan tizimlarning chidamliligi QNX-ga asoslangan tizimlarning yuqori chidamliligining muhim omili mikroyadro kontseptsiyasidir. Eng bashorat qilinadigan dizaynni yaratish uchun QNX ishlab chiquvchilari tizimning yadrosini iloji boricha yengil qilishdi. Taxminan o'n kilobayt hajmga ega mikroyadro uning nusxasini uzilish drayverlari bilan birga protsessor kesh xotirasiga joylashtirish imkonini beradi va shu bilan ko'p sonli vazifalarga ega bo'lgan ilovalar uchun beqiyos ishlashni ta'minlaydi. QNX mikroyadrosi 4 funktsiyani amalga oshiradi: • jarayonlararo aloqa; • tarmoq protokolining quyi darajasi; • jarayonni rejalashtirish; • rejalashtirishni to'xtatish. Rejalashtirish davra-robin, birinchi kelgan-birinchi chiqadi (FIFO) va moslashuvchan rejalashtirish bilan ustuvor kontekstni almashtirishga asoslangan. Ehtiyotkorlik bilan sozlangan mikroyadro kodining kichik o'lchami yuqori barqarorlikning afzalligiga ega: har qanday apparat drayverida dasturiy xato bo'lsa ham, uning ishlamay qolishi tizimni buzmaydi - mikroyadro himoyalangan rejimda ishlaydigan xato kodni tushirishga qodir. Bundan tashqari, nuqsonli drayverni yadroni qayta ishga tushirmasdan almashtirish mumkin. Bu ishlayotgan ilovani yangilash imkonini beradi. QNX ishlaydigan kompyuter tizimlarining moslashuvchanligi va barqarorligi tufayli bir necha yil davomida qayta yuklanmasdan ishlaydi! Mikroyadro yuqori darajadagi operatsion tizim xizmatlarini ta'minlovchi o'zaro ta'sir qiluvchi jarayonlar guruhi bilan o'ralgan. Bularga fayl tizimi menejerlari, grafik qobiq menejeri, tarmoq menejeri, turli xil protokollar stek modullari va boshqalar kiradi. (1-rasmga qarang). Ularning barchasi xavfsiz rejimda ishlaydi. Jarayonlar o'rtasidagi o'zaro ta'sir xabarlar orqali amalga oshiriladi. Muayyan dastur uchun tizimni qurish modulli printsipga asoslanadi - faqat har bir aniq holatda talab qilinadigan funktsiyalar tanlanadi.

O'rnatilgan fayl tizimi quvvat o'chirilgan bo'lsa ham bardoshli, shuning uchun QNX hech qachon ma'lumotlar yaxlitligini buzmaydi. Grafik quyi tizim, butun tizim kabi, oddiy monoxrom panellarda grafik ma'lumotlarni ko'rsatishni va yuqori aniqlikdagi to'liq rangli monitorlar uchun ko'p oynali interfeysning ishlashini ta'minlaydigan modulli printsip asosida qurilgan. QNX Photon microGUI grafik funksiyalarining ishlab chiqilgan mahalliy ishlanmasi mavjud boʻlib, qulay koʻp oynali ilovalar ishlab chiqish vositasi Photon Application Builder (1-rasmga qarang), shuningdek QNX-ga import qilingan X Windows grafik kutubxonasi mavjud. Shaffof tarmoq strukturasi QNX tarmog'idagi bitta tugunga QNX tarmog'idagi istalgan boshqa tugunning barcha resurslarini almashish imkonini beradi. QNX simmetrik ko'p protsessorli arxitektura klasterlarini qo'llab-quvvatlaydi. Bularning barchasi maqsadli kompyuter arxitekturalarining eng keng doiradagi ehtiyojlarini qoplagan holda QNX RT OS ni nihoyatda kengaytiriladigan qiladi.

Operatsion tizim muvaffaqiyatining muhim sharti - unda rivojlangan rivojlanish muhitining mavjudligi. Shu nuqtai nazardan QNX OS real vaqt rejimidagi eng ilg'or operatsion tizimlardan biridir. Xost tizim alohida Windows yoki Sun platformasi ish stantsiyasida ishlaganda QNX ishlaydigan xost tizimida maqsadli dasturiy ta'minotni, shuningdek, o'zaro ishlab chiqish sxemasini (o'zaro ishlab chiqish) ishlab chiqish mumkin. QNX POSIX interfeysiga ega bo'lganligi sababli, ishlab chiquvchi Linux kabi umumiy maqsadli operatsion tizimlarda ishlab chiqish uchun foydalaniladigan bepul GNU GDB va GCC kabi ko'plab standart vositalardan foydalanishi mumkin. Bundan tashqari, ko'pgina Linux ilovalari QNX ga osongina ko'chiriladi. QNX-ga asoslangan tizimlar asosan "qiyin real vaqt" talab qilinadigan joylarda qo'llaniladi, ammo bunday talab har doim ham ustuvor ahamiyatga ega emas. Bunday holda, Windows NT dan foydalanish maqsadga muvofiq bo'ladi.