Prečo je UNIX nevhodný ako operačný systém v reálnom čase?

Aj keď UNIX je možné použiť v aplikáciách v reálnom čase, nie je prirodzene navrhnutý pre výkon v reálnom čase a čelí niekoľkým obmedzeniam:

1. Preventívne plánovanie: UNIX používa preventívny algoritmus plánovania, čo znamená, že proces môže byť prerušený iným procesom s vyššou prioritou. Táto nepredvídateľnosť pri plánovaní môže viesť k oneskoreniam a jitterovi, vďaka čomu je nevhodný pre aplikácie s prísnymi požiadavkami načasovania.

2. Správa pamäte: UNIX využíva virtuálnu pamäť, ktorá zahŕňa procesy výmeny medzi RAM a diskom. Táto operácia výmeny môže zaviesť významnú latenciu, vďaka čomu je náročné dodržať termíny v reálnom čase.

3. I/O operácie: UNIX sa vo veľkej miere spolieha na disk I/O pre súborové systémy a iné operácie. Prístup diskov je vo svojej podstate pomalý a nepredvídateľný, čo vedie k potenciálnym oneskoreniam v aplikáciách v reálnom čase.

4. Architektúra jadra: Jadro Unix je navrhnuté pre všeobecné výpočty a nie je optimalizované pre výkon v reálnom čase. Chýbajú funkcie, ako je prioritné manipulácie s prerušením a deterministické vykonávanie úloh.

5. Systémové hovory: Hovory systému UNIX môžu byť náročné na zdroje a časovo náročné a potenciálne zavádzajú oneskorenia v aplikáciách v reálnom čase.

6. Nedostatok determinizmu: Neočakávateľná povaha rôznych systémových komponentov, ako je plánovanie, správa pamäte a I/O, sťažuje zaručenie deterministického vykonávania v UNIX, čo je kľúčový aspekt systémov v reálnom čase.

7. Obmedzená podpora v reálnom čase: Zatiaľ čo niektoré systémy založené na UNIX ponúkajú rozšírenia v reálnom čase, sú často obmedzené rozsah a funkčnosť v porovnaní s vyhradenými operačnými systémami v reálnom čase.

Alternatívy pre aplikácie v reálnom čase:

Vyhradené operačné systémy v reálnom čase (RTO), ako sú VXWorks, QNX a Freertos, sú navrhnuté špeciálne pre aplikácie v reálnom čase. Uprednostňujú deterministické vykonanie, predvídateľné správanie načasovania a nízku latenciu, vďaka čomu sú ideálne pre aplikácie vyžadujúce presné načasovanie a kontrolu.

Záver:

Aj keď UNIX je možné použiť pre niektoré aplikácie v reálnom čase, nie je to optimálna voľba pre aplikácie s prísnymi požiadavkami v reálnom čase. Jeho preventívne plánovanie, správa pamäte, operácie I/O a architektúra jadra predstavujú významné výzvy na dosiahnutie deterministického správania a nízkej latencie pre systémy v reálnom čase. Vyhradené RTO ponúkajú v týchto aspektoch vynikajúce schopnosti a sú preferovanou voľbou pre väčšinu aplikácií v reálnom čase.

• Predchádzajúca strana: Ako funguje Shell v Linuxe? 
• Ďalšia strana: Rozlišujte medzi vnútornými a exarnálnymi príkazmi s príkladmi pre UNIX?