Операционные системы реального времени

Преподаватели:

• БОРИСОВ Николай Константинович

Цели курса:

• сформировать знания по архитектуре и назначению современных операционных систем, методам межзадачного взаимодействия (IPC) в многозадачных ОС, понятиям и механизмам, связанным с обеспечением работы аппаратно-программных систем в режиме реального времени;
• сформировать навыки многопоточного программирования приложений, предназначенных для работы в режиме реального времени на языке C++;
• сформировать навыки разработки и отладки приложений в IDE Momentics (основана на Eclipse).

Содержание дисциплины:

1. Введение в ОСРВ. Архитектура ядра ОС. Виды задач РВ. Примеры систем реального времени. Примеры ОСРВ: VxWorks, QNX Neutrino, FreeRTOS.
2. Основные требования к системе РВ и режимы “мягкого” и “жёсткого” реального времени.
3. Обзор стандарта POSIX, назначение и области применения.
4. Механизмы синхронизации потоков POSIX по времени выполнения, назначени и принципы использования
5. Дисциплины диспетчеризации потоков в QNX Neutrino. Понятие приоритета.
6. Архитектура ОСРВ QNX Neutrino. Общая схема организации системы. Программные средства разработки
7. Обзор синхронных механизмов IPC в современных ОС на примере QNX Neutrino
8. Механизм сообщений. Основные понятия, алгоритм работы. Импульсы. Диаграмма состояний процессов-участников
9. Механизм сигналов в UNIX-подобных ОС. Сигналы реального времени
10. Проектирование администратора ресурсов . Алгоритм работы и основные принципы разработки драйверов устройств QNX Neutrino
11. Организация работы многопоточного администратора ресурсов. Пул потоков. Реализация модели "клиент-сервер" с помощью API QNX Neutrino.
12. Понятие прерывания в аппаратно-программных системах. Назначение и разработка обработчика прерываний (ISR). Методы обработки прерываний в QNX Neutrino
13. Служба времени QNX Neutrino. Назначение часов реального времени (RTC) в аппаратных системах реального времени.

Используемые технологии:

• Oracle VirtualBox
• QNX Neutrino SDP 6.6
• C++ 11/14
• POSIX API
• Standard template library

Real-Time Operating Systems

Course instructors:

• BORISOV Nikolai

Overview:

1. understanding soft and hard realtime tasks;
2. getting an introduction to RTOS development;
3. understanding tasks scheduling in RTOS;
4. making an overview of the basic IPC mechanisms in modern OS, making a focus for it’s real-time applications;
5. making an overview of the RTOS architecture basic principles using QNX Neutrino as “almost-ideal” sample of microkernel-based full POSIX-compatbile OS;
6. getting a practice in multithreading C++ resource managers development using IDE Momentics.