一、概述
實時系統不僅要求計算結果正確，而且要求結果必須在乙個特定的截止期限內產生，否則即使正確也沒有意義。比如一些嵌入式系統，安全關鍵系統。
實時計算有兩種型別：硬實時系統和軟實時系統。硬實時系統有最嚴格的要求，保證關鍵實時任務在最後期限內完成。軟實時系統限制較少，僅僅指關鍵實時任務將獲得優先於其他任務的權利，並且會保留優先順序直到完成。
二、系統特性
實時系統的典型特性：
1、目標單一
2、體積小
cpu、記憶體常常都很小，所以空間占用很小，通常用於家電裝置和消費裝置中。
3、批量生產成本低
常常是cpu、記憶體（或快取）、儲存器管理單元、usb都包含在單積體電路中
4、特定的時間要求
三、實時核心特性
實時核心的特性就是越簡單越好，摒棄許多通用作業系統才有的功能。
就連虛擬記憶體，也要採用與實時系統不同的途徑來實現：
1）cpu直接生成實體地址，優點是快，但需要程式設計師為程式指定物理位置
2）動態重定位暫存器，優點是可以輕鬆實現邏輯位址與實體地址的轉換，缺點是缺少程序間的記憶體保護
3）採用通用操作作業系統的方法
四、實現實時作業系統
實現實時作業系統必須的特性：
1、基於優先順序的搶占式排程演算法
2、搶占式核心
非搶占式核心不允許在核心模式下執行的程序被搶占；核心模式的程序將一直執行，直到它退出核心模式，阻塞或自願放棄對cpu的控制。相反，搶占式核心允許在核心模式下的任務被搶占。
有很多方法可以使核心成為可搶占。一種是在長期的系統呼叫中插入搶占點，到了這個點就檢查有無高優先順序程序需要執行，有的話就上下文切換。等高優先順序程序終止，原先被中斷的程序繼續執行。
另一種就是核心被搶占後，核心資料有保護機制，免於被修改，則核心即使被搶占也沒事。
3、延遲最小化
有兩個延遲影響實時系統的效能：
1）中斷延遲
2）排程延遲
必須將它們最小化。
影響中斷延遲的乙個關鍵因素是，當核心的資料結構正在更新時，遮蔽中斷的時間。實時作業系統要求中斷只能被遮蔽很短的時間。
而應對排程延遲的最佳方法是搶占式核心。
4、網路支援（可選）
五、實時cpu排程
軟實時系統排程不能保證乙個關鍵程序被排程，只能保證相對非關鍵的程序可以獲得優先權。硬實時系統有更嚴格的要求：一項任務必須在期限內處理，否則如同根本沒有服務一樣。
硬實時系統中，程序具有週期性，即以固定的間隔（週期）請求cpu。每個週期性程序有乙個固定的處理時間讓cpu處理、乙個截止期限和乙個週期。排程程式要麼接納該程序，保證按時完成，否則拒絕。
其中，0 <= 處理時間 <= 截止期限 <= 請求週期。含義為，在下乙個請求週期發起前，一定要處理完（截止期限），而這個過程中，可以有多次cpu處理。
1、單調速率排程
使用靜態搶占式優先策略排程週期性任務。
系統中執行的程序被分配乙個與週期長短相反的優先順序。周期短，優先順序高，否則就低。並且該程序每次獲得cpu的執行持續時間都相同。高優先順序發起週期請求時，可以搶占低優先順序。不過，不管高低，它們都保證能在截止期限前被處理完成。
單調速率排程理論山是最理想的演算法，但要綜合考慮截止期限和請求週期，但有時會出現程序無法被排程。
2、最早截止期限優先排程演算法（edf)
根據截止期限動態分配優先順序。截止期限越早，優先順序越高；否則越低。在這個演算法裡面，程序的優先順序可能會經常被調整。比如說，本來程序a的優先順序比程序b高，當它發起週期請求時，程序b正在處理，但由於這時b的截止期限比a的短，於是b的優先順序反而更高，b繼續處理剩餘部分。
理論上，edf演算法能讓cpu使用率100%，但由於程序間上下文切換和中斷處理的占用，不可能達到這個值。
3、按比例分享排程
將所有應用程式分為若干份執行，排程程式只接納請求份額低於當前可用份額的申請。
4、pthread排程
posix（portable operating system inte***ce，可移植作業系統介面） pthread api。
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