【000 操作系统】实时操作系统和分时操作系统的区别

一、硬实时、软实时

实时性:时钟信号能够准确的定时,各处的时钟能够达到一致。

硬实时:硬实时系统有一个刚性的、不可改变的时间限制,它不允许任何超出时限的错误。超时错误会带来损害甚至导致系统失败、或者导致系统不能实现它的预期目标。

软实时:软实时系统是一个柔性灵活的,它可以容忍偶然的超时错误。失败造成的后果并不严重,例如在网络中仅仅是轻微地降低了系统的吞吐量。

区别:硬实时和软实时之间最关键的差别在于实时保证的程度。硬实时系统可以提供严格的实时保证,而软实时系统只能提供统计意义上的实时性。

例如,有的应用要求系统在95%的情况下都会确保在规定的时间内完成某个动作,而不一定要求100%。在许多情况下,这样的“软性”正确率已经可以达到用户期望的水平。

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二、实时操作系统和分时操作系统的区别

它们区别的主要在于如何管理和调度任务:

实时操作系统:为了满足实时性要求而设计的操作系统。它可以确保任务在规定的时间内得到响应和完成,因此在实时操作系统中,任务的处理时间是非常关键的。在实时操作系统中,任务分为硬实时和软实时两种类型。硬实时任务必须在固定的时间内完成,而软实时任务则有一定的容忍度,但是必须在允许的时间范围内完成。

分时操作系统:是一种基于时间片轮转调度算法的操作系统。它将时间分成若干个时间片,每个时间片分配给一个任务,任务在该时间片内运行。当时间片用完时,操作系统会把任务挂起,然后将CPU分配给下一个任务,以此类推。在分时操作系统中,每个任务都有相同的时间片,因此任务的处理时间并不是非常关键。

区别:实时操作系统与一般的操作系统相比,最大的特色就是“实时性”,如果有一个任务需要执行,实时操作系统会马上(在较短时间内)执行该任务,不会有较长的延时。这种特性保证了各个任务的及时执行。而Linux则是在保证系统性能和用户体验的前提下,尽快去处理任务。


三、为什么Linux不能做实时而FreeRTOS可以

FreeRTOS的实时性能取决于其精心设计的调度算法,该算法基于优先级抢占式机制,可以确保高优先级的任务在任何情况下都能够优先执行,从而保证实时性。

而Linux的调度算法则是基于时间片轮转机制这意味着每个任务都将按照一定的时间片轮流执行,因此无法确保高优先级任务在任何情况下都能够优先执行。

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