linux與rtos有哪些區別

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linux與rtos的區別：rtos是實時操作系統，是多任務、有線程優先級、多種中斷級別的系統，能在規定時間內做出快速響應；而linux是分時操作系統，是可以擁有多個用戶的操作系統，linux也可以通過配置內核修改成實時系統。

本教程操作環境：linux7.3系統、Dell G3電腦。

linux與rtos有什么區別

RTOS是實時操作系統；Linux是時分系統，不過可以通過配置內核改成實時系統

實時操作系統

　　英文稱Real Time Operating System，簡稱RTOS。

　　1、實時操作系統定義

　 　實時操作系統（RTOS）是指當外界事件或數據產生時，能夠接受并以足夠快的速度予以處理，其處理的結果又能在規定的時間之內來控制生產過程或對處理系 統作出快速響應，并控制所有實時任務協調一致運行的操作系統。因而，提供及時響應和高可靠性是其主要特點。實時操作系統有硬實時和軟實時之分，硬實時要求 在規定的時間內必須完成操作，這是在操作系統設計時保證的；軟實時則只要按照任務的優先級，盡可能快地完成操作即可。我們通常使用的操作系統在經過一定改 變之后就可以變成實時操作系統。

　　實時操作系統是保證在一定時間限制內完成特定功能的操作系統。例如，可以為確保生產線上的機器人能獲取某個物 體而設計一個操作系統。在“硬”實時操作系統中，如果不能在允許時間內完成使物體可達的計算，操作系統將因錯誤結束。在“軟”實時操作系統中，生產線仍然 能繼續工作，但產品的輸出會因產品不能在允許時間內到達而減慢，這使機器人有短暫的不生產現象。一些實時操作系統是為特定的應用設計的，另一些是通用的。 一些通用目的的操作系統稱自己為實時操作系統。但某種程度上，大部分通用目的的操作系統，如微軟的Windows NT或IBM的OS/390有實時系統的特征。這就是說，即使一個操作系統不是嚴格的實時系統，它們也能解決一部分實時應用問題。

　　2、實時操作系統的特征

　　1）多任務；

　　2）有線程優先級

　　3）多種中斷級別

　　小的嵌入式操作系統經常需要實時操作系統，內核要滿足實時操作系統的要求。

　　3、實時操作系統的相關概念

　　（1）基本概念

　　代碼臨界段：指處理時不可分割的代碼。一旦這部分代碼開始執行則不允許中斷打入；

　　資源：任何為任務所占用的實體；

　　共享資源：可以被一個以上任務使用的資源；

　　任務：也稱作一個線程，是一個簡單的程序。每個任務被賦予一定的優先級，有它自己的一套CPU寄存器和自己的棧空間。典型地，每個任務都是一個無限的循環，每個任務都處在以下五個狀態下：休眠態，就緒態，運行態，掛起態，被中斷態；

　　任務切換：將正在運行任務的當前狀態（CPU寄存器中的全部內容）保存在任務自己的棧區，然后把下一個將要運行的任務的當前狀態從該任務的棧中重新裝入CPU的寄存器，并開始下一個任務的運行；

　　內核：負責管理各個任務，為每個任務分配CPU時間，并負責任務之間通訊。分為不可剝奪型內核于可剝奪型內核；

　　調度：內核的主要職責之一，決定輪到哪個任務運行。一般基于優先級調度法；

　　（2）關于優先級的問題

　　任務優先級：分為優先級不可改變的靜態優先級和優先級可改變的動態優先級；

　　優先級反轉：優先級反轉問題是實時系統中出現最多的問題。共享資源的分配可導致優先級低的任務先運行，優先級高的任務后運行。解決的辦法是使用“優先級繼承”算法來臨時改變任務優先級，以遏制優先級反轉。

　　（3）互斥

　　雖然共享數據區簡化了任務之間的信息交換，但是必須保證每個任務在處理共享共享數據時的排他性。使之滿足互斥條件的一般方法有：關中斷，使用測試并置位指令（TAS），禁止做任務切換，利用信號量。

　　因為采用實時操作系統的意義就在于能夠及時處理各種突發的事件，即處理各種中斷，因而衡量嵌入式實時操作系統的最主要、最具有代表性的性能指標參數無疑應該是中斷響應時間了。中斷響應時間通常被定義為：

　　中斷響應時間=中斷延遲時間+保存CPU狀態的時間+該內核的ISR進入函數的執行時間[2]。

　　中斷延遲時間=MAX(關中斷的最長時間，最長指令時間) + 開始執行ISR的第一條指令的時間[2]。

分時操作系統

　　英文：Time-sharing Operating System

　 釋義：使一臺計算機同時為幾個、幾十個甚至幾百個用戶服務的一種操作系統。把計算機與許多終端用戶連接起來，分時操作系統將系統處理機時間與內存空 間按一定的時間間隔，輪流地切換給各終端用戶的程序使用。由于時間間隔很短，每個用戶的感覺就像他獨占計算機一樣。分時操作系統的特點是可有效增加資源的 使用率。例如UNIX系統就采用剝奪式動態優先的CPU調度，有力地支持分時操作。

　　產生分時系統是為了滿足用戶需求所形成的一種新型 OS 。它與多道批處理系統之間，有著截然不同的性能差別。用戶的需求具體表現在以下幾個方面: 人—機交互 共享主機 便于用戶上機

　　分時系統的基本思想

　　時間片 ：是把計算機的系統資源（尤其是 CPU時間）進行時間上的分割，每個時間段稱為一個時間片，每個用戶依次輪流使用時間片。

　　分時技術：把處理機的運行時間分為很短的時間片，按時間片輪流把處理機分給各聯機作業使用。

　　分時操作系統：是一種聯機的多用戶交互式的操作系統。一般采用時間片輪轉的方式使一臺計算機為多個終端服務。對每個用戶能保證足夠快的響應時間，并提供交互會話能力。

　　設計目標： 對用戶的請求及時響應，并在可能條件下盡量提高系統資源的利用率。

　　工作方式:

　　一臺主機連接了若干個終端；每個終端有一個用戶在使用；交互式地向系統提出命令請求；系統接受每個用戶的命令；采用時間片輪轉方式處理服務請求；并通過交互方式在終端上向用戶顯示結果；用戶根據上步結果發出下道命令

　　分時系統實現中的關鍵問題：及時接收。及時處理。

　　特征：

　　交互性：用戶與系統進行人機對話。

　　多路性：多用戶同時在各自終端上使用同一CPU。

　　獨立性：用戶可彼此獨立操作，互不干擾，互不混淆。

　　及時性：用戶在短時間內可得到系統的及時回答。

　　影響響應時間的因素：終端數目多少、時間片的大小、信息交換量、信息交換速度。

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