实时操作系统的主要特点

批处理、分时、实时操作系统的特点各是什么?~

一、批处理系统的特点
1、多道：在内存中同时存放多个作业，一个时刻只有一个作业运行，这些作业共享CPU和外部设备等资源。
2、成批：用户和他的作业之间没有交互性。用户自己不能干预自己的作业的运行，发现作业错误不能及时改正。
3、批处理系统的目的是提高系统吞吐量和资源的利用率。
二、分时系统的特点
1、同时性，计算机系统能被多个用户同时使用；
2、独立性：用户和用户之间都是独立操作系统的，在同时操作时并不会发生冲突，破坏，混淆等现象；
3、及时性：系统能以最快的速度将结果显示给用户；
4、交互作用性：用户能和电脑进行人机对话。
三、实时操作系统的特点
1、高精度计时系统
计时精度是影响实时性的一个重要因素。在实时应用系统中，经常需要精确确定实时地操作某个设备或执行某个任务，或精确的计算一个时间函数。这些不仅依赖于一些硬件提供的时钟精度，也依赖于实时操作系统实现的高精度计时功能。
2、多级中断机制
一个实时应用系统通常需要处理多种外部信息或事件，但处理的紧迫程度有轻重缓急之分。有的必须立即作出反应，有的则可以延后处理。因此，需要建立多级中断嵌套处理机制，以确保对紧迫程度较高的实时事件进行及时响应和处理。
3、实时调度机制
实时操作系统不仅要及时响应实时事件中断，同时也要及时调度运行实时任务。但是， [3] 处理机调度并不能随心所欲的进行，因为涉及到两个进程之间的切换，只能在确保“安全切换”的时间点上进行，实时调度机制包括两个方面，一是在调度策略和算法上保证优先调度实时任务；二是建立更多“安全切换”时间点，保证及时调度实时任务。

扩展资料：
实时操作系统是保证在一定时间限制内完成特定功能的操作系统。实时操作系统有硬实时和软实时之分，硬实时要求在规定的时间内必须完成操作，这是在操作系统设计时保证的；软实时则只要按照任务的优先级，尽可能快地完成操作即可。我们通常使用的操作系统在经过一定改变之后就可以变成实时操作系统。
例如，可以为确保生产线上的机器人能获取某个物体而设计一个操作系统。在“硬”实时操作系统中，如果不能在允许时间内完成使物体可达的计算，操作系统将因错误结束。在“软”实时操作系统中，生产线仍然能继续工作，但产品的输出会因产品不能在允许时间内到达而减慢，这使机器人有短暂的不生产现象。
参考资料：批处理系统百度百科 分时系统百度百科 实时操作系统百度百科

1、在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。虽然，多道批处理系统和分时系统已能获得较为令人满意的资源利用率和响应时间，从而使计算机的应用范围日益扩大，但它们仍然不能满足以下某些应用领域的需要。
2、实时控制系统，当把计算机用于生产过程的控制，以形成以计算机为中心的控制系统时，系统要求能实时采集现场数据，并对所采集的数据进行及时处理，进而自动地控制相应的执行机构，使某些(个)参数(如温度、压力、方位等)能按预定的规律变化，以保证产品的质量和提高产量。
3、也可将计算机用于对武器的控制，如火炮的自动控制系统、飞机的自动驾驶系统，以及导弹的制导系统等；实时信息处理系统，该系统由一台或多台主机通过通信线路连接到成百上千个远程终端上，计算机接收从远程终端上发来的服务请求。
根据用户提出的请求对信息进行检索和处理，并在很短的时间内为用户做出正确的响应。如：网上订票，网上购物等。

扩展资料
在系统构架方面，主要分为三层、设备接入层、数据平台层以及基础应用层。其中设备接入层主要负责的是系统与其他设备之间的数据交换及命令出口。
数据平台层是系统数据集成与处理的核心，用于处理和存储实时的和历史的，结构化和非结构化数据。基础应用层是针对物联网应用常用的基础物可视功能，提供2D/3D图形组态工具、可自定义格式的报表工具、执行用户自定义逻辑的脚本系统，以及常用的图表展示工具。
参考资料来源：百度百科-实时操作系统

嵌入式实时操作系统ucos ii的分析2010年01月06日 星期三 上午 01:15摘要：近年来，在单片机系统中嵌入操作系统已经成为人们越来越关心的一个话题。本文通过对一种源码公开的嵌入式实时操作系统ucos ii的分析，以51系列单片机为例，阐述了在单片机中使用该嵌入式操作系统的优缺点，以及在应用中应当注意的一些问题。
关键词：实时操作系统；ucos ii；单片机

引言
早在20世纪60年代，就已经有人开始研究和开发嵌入式操作系统。但直到最近，它才在国内被越来越多的提及，在通信、电子、自动化等需要实时处理的领域所曰益显现的重要性吸引了人们越来越多的注意力。但是，人们所谈论的往往是一些著名的商业内核，诸如VxWorks、PSOS等。这些商业内核性能优越，但价格昂贵，主要用于16位和32位处理器中，针对国内大部分用户使用的51系列8位单片机，可以选择免费的ucos ii。

ucos ii的特点
1．ucos ii是由Labrosse先生编写的一个开放式内核，最主要的特点就是源码公开。这一点对于用户来说可谓利弊各半，好处在于，一方面它是免费的，另一方面用户可以根据自己的需要对它进行修改。缺点在于它缺乏必要的支持，没有功能强大的软件包，用户通常需要自己编写驱动程序，特别是如果用户使用的是不太常用的单片机，还必须自己编写移植程序。

2．ucos ii是一个占先式的内核，即已经准备就绪的高优先级任务可以剥夺正在运行的低优先级任务的CPU使用权。这个特点使得它的实时性比非占先式的内核要好。通常我们都是在中断服务程序中使高优先级任务进入就绪态（例如发信号），这样退出中断服务程序后，将进行任务切换，高优先级任务将被执行。拿51单片机为例，比较一下就可以发现这样做的好处。假如需要用中断方式采集一批数据并进行处理，在传统的编程方法中不能在中断服务程序中进行复杂的数据处理，因为这会使得关中断时间过长。所以经常采用的方法是置一标志位，然后退出中断。由于主程序是循环执行的，所以它总有机会检测到这一标志并转到数据处理程序中去。但是因为无法确定发生中断时程序到底执行到了什么地方，也就无法判断要经过多长时间数据处理程序才会执行，中断响应时间无法确定，系统的实时性不强。如果使用μC/OS-II的话，只要把数据处理程序的优先级设定得高一些，并在中断服务程序中使它进入就绪态，中断结束后数据处理程序就会被立即执行。这样可以把中断响应时间限制在一定的范围内。对于一些对中断响应时间有严格要求的系统，这是必不可少的。但应该指出的是如果数据处理程序简单，这样做就未必合适。因为ucos ii要求在中断服务程序末尾使用OSINTEXIT函数以判断是否进行任务切换，这需要花费一定的时间。

3．ucos ii和大家所熟知的Linux等分时操作系统不同，它不支持时间片轮转法。ucos ii是一个基于优先级的实时操作系统，每个任务的优先级必须不同，分析它的源码会发现，ucos ii把任务的优先级当做任务的标识来使用，如果优先级相同，任务将无法区分。进入就绪态的优先级最高的任务首先得到CPU的使用权，只有等它交出CPU的使用权后，其他任务才可以被执行。所以它只能说是多任务，不能说是多进程，至少不是我们所熟悉的那种多进程。显而易见，如果只考虑实时性，它当然比分时系统好，它可以保证重要任务总是优先占有CPU。但是在系统中，重要任务毕竟是有限的，这就使得划分其他任务的优先权变成了一个让人费神的问题。另外，有些任务交替执行反而对用户更有利。例如，用单片机控制两小块显示屏时，无论是编程者还是使用者肯定希望它们同时工作，而不是显示完一块显示屏的信息以后再显示另一块显示屏的信息。这时候，要是ucos ii即支持优先级法又支持时间片轮转法就更合适了。

4．ucos ii对共享资源提供了保护机制。正如上文所提到的，ucos ii是一个支持多任务的操作系统。一个完整的程序可以划分成几个任务，不同的任务执行不同的功能。这样，一个任务就相当于模块化设计中的一个子模块。在任务中添加代码时，只要不是共享资源就不必担心互相之间有影响。而对于共享资源（比如串口），ucos ii也提供了很好的解决办法。一般情况下使用的是信号量的方法。简单地说，先创建一个信号量并对它进行初始化。当一个任务需要使用一个共享资源时，它必须先申请得到这个信号量，而一旦得到了此信号量，那就只有等使用完了该资源，信号量才会被释放。在这个过程中即使有优先权更高的任务进入了就绪态，因为无法得到此信号量，也不能使用该资源。这个特点的好处显而易见，例如当显示屏正在显示信息的时候，外部产生了一个中断，而在中断服务程序中需要显示屏显示其他信息。这样，退出中断服务程序后，原有的信息就可能被破坏了。而在μC/OS-II中采用信号量的方法时，只有显示屏把原有信息显示完毕后才可以显示新信息，从而可以避免这个现象。不过，采用这种方法是以牺牲系统的实时性为代价的。如果显示原有信息需要耗费大量时间，系统只好等待。从结果上看，等于延长了中断响应时间，这对于未显示信息是报警信息的情况，无疑是致命的。发生这种情况，在μC/OS-II中称为优先级反转，就是高优先级任务必须等待低优先级任务的完成。在上述情况下，在两个任务之间发生优先级反转是无法避免的。所以在使用ucos ii时，必须对所开发的系统了解清楚，才能决定对于某种共享资源是否使用信号量。

ucos ii在单片机使用中的一些特点
1．在单片机系统中嵌入ucos ii将增强系统的可靠性，并使得调试程序变得简单。以往传统的单片机开发工作中经常遇到程序跑飞或是陷入死循环。可以用看门狗解决程序跑飞问题，而对于后一种情况，尤其是其中牵扯到复杂数学计算的话，只有设置断点，耗费大量时间来慢慢分析。如果在系统中嵌入 ucos ii的话，事情就简单多了。可以把整个程序分成许多任务，每个任务相对独立，然后在每个任务中设置超时函数，时间用完以后，任务必须交出 CPU的使用权。即使一个任务发生问题，也不会影响其他任务的运行。这样既提高了系统的可靠性，同时也使得调试程序变得容易。

2．在单片机系统中嵌入ucos ii将增加系统的开销。现在所使用的51单片机，一般是指87C51或者89C51，其片内都带有一定的RAM和 ROM。对于一些简单的程序，如果采用传统的编程方法，已经不需要外扩存储器了。如果在其中嵌入ucos ii的话，在只需要使用任务调度、任务切换、信号量处理、延时或超时服务的情况下，也不需要外扩ROM了，但是外扩RAM是必须的。由于ucos ii是可裁减的操作系统，其所需要的RAM大小就取决于操作系统功能的多少。举例来说，μC/OS-II允许用户定义最大任务数。由于每建立一个任务，都要产生一个与之相对应的数据结构TCB，该数据结构要占用很大一部分内存空间。所以在定义最大任务数时，一定要考虑实际情况的需要。如果定得过大，势必会造成不必要的浪费。嵌入ucos ii以后，总的RAM需求可以由如下表达式得出：

RAM总需求=应用程序的RAM需求+内核数据区的RAM需求+（任务栈需求+最大中断嵌套栈需求）·任务数
所幸的是，μC/OS-II可以对每个任务分别定义堆栈空间的大小，开发人员可根据任务的实际需求来进行栈空间的分配。但在RAM容量有限的情况下，还是应该注意一下对大型数组、数据结构和函数的使用，别忘了，函数的形参也是要推入堆栈的。

3．ucos ii的移植也是一件需要值得注意的工作。如果没有现成的移植实例的话，就必须自己来编写移植代码。虽然只需要改动两个文件，但仍需要对相应的微处理器比较熟悉才行，最好参照已有的移植实例。另外，即使有移植实例，在编程前最好也要阅读一下，因为里面牵扯到堆栈操作。在编写中断服务程序时，把寄存器推入堆栈的顺序必须与移植代码中的顺序相对应。

4．和其他一些著名的嵌入式操作系统不同，ucos ii在单片机系统中的启动过程比较简单，不像有些操作系统那样，需要把内核编译成一个映像文件写入ROM中，上电复位后，再从ROM中把文件加载到RAM中去，然后再运行应用程序。ucos ii的内核是和应用程序放在一起编译成一个文件的，使用者只需要把这个文件转换成HEX格式，写入ROM中就可以了，上电后，会像普通的单片机程序一样运行。

结语
由以上介绍可以看出，ucos ii具有免费、使用简单、可靠性高、实时性好等优点，但也有移植困难、缺乏必要的技术支持等缺点，尤其不像商用嵌入式系统那样得到广泛使用和持续的研究更新。但开放性又使得开发人员可以自行裁减和添加所需的功能，在许多应用领域发挥着独特的作用。当然，是否在单片机系统中嵌入ucos ii应视所开发的项目而定，对于一些简单的、低成本的项目来说，就没必要使用嵌入式操作系统了。

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龙山区17386697096： 实时操作系统 - 搜狗百科？
国炕茴香： 及时响应,快速处理. 可靠性和安全性高 不强求系统资源的利用率

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国炕茴香： 1、在规定的时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时任务协调一致地运行.虽然,多道批处理系统和分时系统已能获得较为令人满意的资源利用率和响应时间,从而使计算机的应用范围日益扩大,但它们仍然不能满足以下某些应用领域的...

龙山区17386697096： 以下哪些是实时操作系统的特点 - ？
国炕茴香： 实时操作系统(RealTimeOperatingSystem,RTOS),是指使计算机能及时响应外部事件的请求在规定的严格时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时设备和实时任务协调一致地工作的操作系统.实时操作系统要追求的目标是:对外部请求在严格时间范围内做出反应,有高可靠性和完整性.其主要特点是资源的分配和调度首先要考虑实时性然后才是效率.此外,实时操作系统应有较强的容错能力.实时系统的特征:多路性、独立性、及时性、交互性和可靠性.

龙山区17386697096： 实时操作系统有哪些特点,请简述? - ？
国炕茴香： 实时两个字的意思就是对响应时间有严格的要求.实时操作系统贵在实时,要求在规定的时间内完成某种操作.主要用在工业控制中.实时操作系统中一般任务数是固定的,它有硬实时和软实时之分,硬实时要求在规定的时间内必须完成操作,这是在操作系统设计时保证的;软实时则没有那么严,只要按照任务的优先级,尽可能快地完成操作即可.通常使用的操作系统在经过一定改变之后就可以变成实时操作系统. 特点: 1)多任务; 2)有线程优先级 3)多种中断级别 我知道的可以通过裁剪内核的方式,例如:ucos就是将linux的内核经过裁剪之后,变成实时操作系统的.

龙山区17386697096： 实时操作系统有哪些特点,请简述?用自己通俗的语言简述通常使用的操作系统在经过一定改变之后就可以变成实时操作系统?那如何改变呢? - ？
国炕茴香：[答案] 实时两个字的意思就是对响应时间有严格的要求.实时操作系统贵在实时,要求在规定的时间内完成某种操作.主要用在工业控制中.实时操作系统中一般任务数是固定的,它有硬实时和软实时之分,硬实时要求在规定的时间内必须完...

龙山区17386697096： 实时操作系统有什么特点? ？
国炕茴香： 对外部输入的信息,能够在规定的时间内处理 完毕并作出快速反应的操作系统.其优点是响应时 间比分时操作系统更短,根据任务紧迫程度,要求在 秒级、毫秒级、甚至...

龙山区17386697096： 实时操作系统有些什么特点呢? ？
国炕茴香： 实时操作系统具有实时性,能从硬件方面支持实时控制系统工作的操作系统

龙山区17386697096： 实时操作系统要追求的目标和特点是什么? ？
国炕茴香： 实时操作系统要追求的目标是对外部请求在严格时间范围内作出反应,有高可靠性和完整性.其主要特点是资源的分配和调度首先要考虑实时性然后才是效率.此外,实时操作系统应有较强的容错能力.