嵌入式学习(二）-分时操作系统与实时操作系统

分时操作系统(Time-sharing Operating System)

  分时操作系统将系统处理机时间与内存空间按一定的时间间隔（划分时间片），采用轮转运行方式轮流地切换给各终端用户的程序使用（例如规定每个作业每次只能运行一个时间片）。由于时间间隔很短，每个用户就感觉像独占全机一样。例如Linux下可以同时开不同的用户终端。

实时操作系统(Real Time Operating System)， VxWorks、μClinux、μC／OS-II和eCos是4种性能优良并被广泛应用的实时操作系统

实时操作系统是指是指可以在规定的时间内完成任务，其中按对截止时间的要求来划分，可将实时任务分为硬实时和软实时任务。硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求，否则将会出现错误，带来难以预测的后果（工业和武器控制系统常用）。

软实时任务对截止时间的要求不那么严格，即使偶尔出现错过截止时间，对系统影响也不会太大（信息查询系统和多媒体系统等常用）。

例子:在工业生产线上，工业机器人运作，若采用硬实时，当运算时间大于规定时间，那么工业机器人上停止运动，停止生产；而采用软实时，当当运算时间大于规定时间，工业机器人运转还是会继续运动，但产量会减少。

Linux系统属于分时系统的原因?

实时任务抢占时间是不可预期的。Linux内核化代码使用其中spin_lock锁，直至释放才会运行其他任务。

一个普通任务运行过程中，通过系统调用进入内核态拿了一把spin_lock这样的锁，在拿锁过程中，发生了硬件中断，于是cpu立即去处理硬件中断，在这个硬件中断处理函数（ISR）中唤醒了一个RT任务，硬件中断处理完后，还有可能处理软中断，也有可能没有，根据设备驱动实际场景决定（中断底半步）。当中断顶半步&底半步全部执行完后，事实上RT任务还是得不到运行的，因为前面有一个普通任务拿了spinlock锁，spinlock是会关抢占的，所以还要等到普通任务调用到spin_unlock的那一刻，RT任务才能进行抢占。

如何让linux变成一个硬实时操作系统呢？

给inux版本都有实时补丁，实质上为RT补丁将spin_lock锁变成可以抢占了，这样就不用等到unlock时才能调度到rt任务。