Лекция: Встроенные операционные системы . (ОС)
Встраиваемые операционные системы — операционные системы (ОС), предназначенные для управления специализированными устройствами и вследствие этого способные работать в условиях ограниченных ресурсов (малые объемы памяти, недостаток вычислительных мощностей и т.п.) и в необслуживаемом режиме. Характерными особенностями встраиваемых ОС являются модульная структура, компактность, производительность, масштабируемость и повышенная отказоустойчивость.
Карманный компьютер, или PDA (Personal Digital Assistant), — маленький компьютер, помещающийся в кармане брюк и выполняющий некоторые функции (записная книжка, блокнот). Примеры ОС: PalmOS, Windows CE (Consumer Electronics — бытовая техника).
Windows CE
Популярная встраиваемая операционная система от фирмы Microsoft, применяемая для 32-x битных процессоров с MMU (Memory Management Unit). Часто используется в мобильных и портативных устройствах с графическим интерфейсом пользователя. Одним из преимуществ является наличие большого числа сторонних коммерческих приложений и библиотек, разработанных для данной платформы, а также портированные популярные приложения Word, Excel, Macromedia Flash Player.
RTAI
Расширения реального времени, основанные на ядре Linux и разработанные в традициях некоммерческого ПО. Данную операционную систему реального времени характеризует малая степень задержки и высокая предсказуемость, размещенная внутри обычного Linux окружения. В RTAI доступны все функции Linux (доступ к TCP/IP сервисам, графическим системам, системам баз данных) с добавлением функций индустриальной ОС реального времени. Использование концепции аппаратной абстракции (HAL) минимизирует зависимость от ядра, что позволяет легко переносить RTAI на новые версии Linux. RTAI представляет Linux фоновой задачей, которая запускается в период отсутствия активности реального времени. Применение RTAI дает возможность получить характеристики жесткого реального времени не хуже, чем у популярных коммерческих ОСРВ, таких как QNX и VxWorks.
Palm OS — операционная система для наладонных компьютеров и коммуникаторов, разрабатываемая компанией Palm и её преемниками по линии ОС.
Embedded Linux
Под Embedded Linux понимается различные варианты ОС, в основе которых лежит ядро Linux, сконфигурированное для заданной аппаратной платформы, а также свободное программное обеспечение GNU: компилятор gcc, библиотека GNU Libc и другие программные компоненты, выпускаемые под одной из открытых лицензий. Наша компания активно использует Embedded Linux в проектах, связанных с разработкой отладочных плат и пакетов поддержки (BSP), программно-аппаратных комплексов на базе современных процессоров ARM, Blackfin, AVR32, MIPS, PowerPC.
4. Фон-нейманновская архитектура: принципы построения вычислительных машин. (орг.ЭВМ)
В основе принципов построения ЭВМ лежит представление алгоритма в форме операторной схемы, которая задает правило вычислений, как композицию операторов (операций над информацией) двух типов: операторов, обеспечивающих преобразование информации, и операторов, анализирующих информацию с целью определения порядка выполнения операторов. Реализация этих принципов в различных ЭВМ может быть разной. Используемые в современных компьютерах принципы были предложены в 1945 году Дж. фон Нейманом, и с тех пор используются в качестве основы построения ЭВМ. Эти принципы следующие:
6. принцип двоичного кодирования – любая информация в ЭВМ представляется в виде совокупности нулей и единиц;
7. принцип программного управления – этим термином в настоящее время называют свойство программы храниться в последовательных ячейках памяти вычислительной машины и выполняться в естественном порядке расположения команд в программе;
8. принцип однородности памяти, согласно которому код программы и ее данные находятся в одном адресном пространстве в оперативной памяти и не различаются способом кодирования, а различаются только способом использования. Именно такой способ был предложен фон Нейманом и был принят в ВМ (вычислительных машинах), создававшихся в Пристонском университете. Организация таких ВМ получила название пристонской архитектуры. Практически одновременно в Гарвардском университете предложили иную модель, в которой ВМ имела отдельную память команд и отдельную память данных. Такая организация ВМ получила название гарвардской архитектуры. Долгие годы преобладающей архитектурой была пристонская, однако в последнее время в связи с широким использованием кэш-памяти разработчики ВМ все чаще обращаются к гарвардской архитектуре;
9. принцип адресности, согласно которому ячейкам оперативной памяти присваиваются последовательные номера (адреса) 1.2… и т.д.;
10. принцип микропрограммирования, согласно которому машинные команды подразделяются на действия-сигналы, которые в определенном порядке должны быть выполнены для осуществления преобразований, предполагаемых машинной командой. Вследствие этого, в микропроцессор входит блок микропрограммного управления.