O’rnatilgan tizim tushunchasi O’rnatilgan tizimlarni loyihalashtirish

Real vaqt
Real vaqt tizimi – xodisaga garantiyalangan ta’sirlanish vaqtli xisoblash tizimi. Real vaqt tizimi (RVT) –chiqish ta’sirini tuzilish vaqti muxim bo’lgan barcha xisoblash tizimi. Masalan: upravlenie texnologik jarayonni boshqarish, o’rnatilgan xisoblash tizimlari, kassalik savdo tizimlari va x.k.
Axborot (InformationTechnology)tizimlarinireal vaqt tizimlaridan (real-time) printsipial farqi «chiqish-kirish ta’sirlanish» parametrini talqin etishda: «The right answer late is wrong» («Kech berilgan to’g’ri javob = noto’g’ri javob»).
O’rnatilgan tizimlar xususiyatlariga ishonchlilik, xavfsizlik va kafolatlangan ta’sirlanish vaqtini ta’minlash zaruriyati aloqador bo’ladi.garantiyalangan ta’sirlanish vaqtini ta’minlanish odatda real vaqtda ishlash deb ataladi.
O’XTboshqarish ob’ekti xaqida ma’lumotni datchiklar yordamida oladi va unga javoban boshqarish ta’sir ishlab chiqadi va bog’lanish qurilma yordamida ob’ektga uzatadi. Boshqarish ob’ektdan olingan axborot va o’rnatilgan tizimdan boshqarish signali berilguncha o’tadigan vaqt ta’sirlanish vaqti deb ataladi.
Real vaqtdagi tizim tezkor bo’lishi shart emas. Real vaqtdagi tizim boshqarish signallarni ishonchli vaqt oraliqdagi keladigan axborotga javoban uzatish kerak.
Ta’sirlanish vaqtini bajarilmaslik darajasini oqibati zaruriyati darajasi bo’yicha real vaqtdagi tizimlarini ikki guruxi ajratiladi :

• yumshoqreal vaqt tizimi;

  
  

• qattiq real vaqt tizimi.Yumshoq real vaqt tizimi (soft real-time system) – vaqt kechikishlari o’rtacha miqdorlari bilan o’rnatiladilar.Qattiq real vaqt tizimi - vaqt chegaralanishlari bajarilmasligi tizimni biror maqsadga qaratilgan funktsiyani falokatli natijalarga olib keladigan real vaqt tizimi.

  
  

“Qattiq” real vaqt tizimlarida, tashqi ta’sir va hodisalarga ma’lum vaqt intervalida javob berolmasligi tizimning ishlashining to’la rad etilishiga va qo’yilgan muammoni yechilmasligiga olib kelishi mumkin. “Yumshoq” real vaqt tizimlariga esa, “qattiq” tizimlar sirasiga kirmaydigan barcha tizimlar kiradi va ular o’rtacha olinganda tayinlangan muddatga eng yomon ish sharoitlarida biror bir natijaga erishish imkonini beradi.

“Yumshoq” real vaqt tizimlari har doim ham qo’yilgan muammoni yechib ulgurmasligi mumkin, bu esa butun tizimning rad etishiga olib keladi. Real vaqt tizimlarida vazifani bajarishning ma’lum yo’naltiruvchi muddatini kiritish zarurati tug’iladi.
“Qattiq” real vaqt tizimlarida vazifa (muammo) nima bo’lishidan qat’iy nazar qo’yilgan muddatga bajarilishi shart. “Yumshoq” real vaqt tizimlarida esa berilgan vaqt intervalida bajarilishi maqbul hisoblanadi. Berilgan yo’naltirilgan muddatdan vazifani rejalashtiruvchi sifatida foydalaniladi, undan vazifani ishga tushirishda maqsad ustivorligini o’rnatishda, hamda jarayonlar ishini rejalashtirishda foydalaniladi va “dedlayn” – “oxirgi muddat” deb ataladi.
“Qattiq” real vaqt tizimning asosiy belgilari (RVOT):
- tashqi hodisalarga kafolatlangan javob vaqti (uskunadan uzilish);
- jarayonlarni boshqarishning aniqlangan tizim ostinining mavjudligi (past ustivorli maqsadlarning yuqori ustivorli maqsadlarni siqib chiqarmaslik tamoyili);
- tashqi hodisalarga hozirjavoblik yoki maksimal javob berish vaqtiga qo’yiladigan qattiq talablar (apparat uzilishi bo’yicha kechikish o’nlab mikrosekundlardan va maqsadlar mantini qayta ulash bo’yicha kechikish esa yuzlab mikrosekundlardan oshmasligi kerak );
RVOT uchun quyidagi talablarning bajarilishi zarur:
- Operatsion tizim (OT) ko’pmaqsadli bo’lishi lozim va chiqib chiqarishga yo’l qo’yish imkoni mavjudligi;
- OT oqimlarni bajarishni rejalashtirishda ustivorlik mexanizmiga ega bo’lishi lozim;
- OT bashorat qilinadigan sinxronlashtirish mexanizmlari orqali ishlashi lozim;
- OT ustivorliklarning irsiy mexanizmini ta’minlashi lozim;
- OT ning hulqi bashorat qilinadigan bo’lishi lozim (uzilishlarni qayta ishlash kechikishlari, maqsadlarni qayta ulash kechikishlari, drayverlarning kechikishuvs va boshqalar). Bu esa tizimning barcha ish yuklamasi stsenariylariga hozirjavobligini bildiradi.
Oxirgi yillar davomida OT lar tuzilishi o’zining monolit strukturadan ko’pqatlamli strukturasigacha bo’lgan evolyutsion taraqqiyot yo’lini bosib o’tdi va mijoz-server arxitekturasi darajasigacha ko’tarildi.
RVOT asosiy arxitekturalari bo’lib:
- Monolit arxitektura. Bunda OT, tizim yadrosi ichida o’zarota’sirlashuvchi modullar jamlamasidan iborat bo’lib, amaliy DT (dastur ta’minoti) ga chiqish interfeyslari orqali asboblarga bohlanish imkonini beradi. Bu tamoyilning asosiy kamchiligi OT hulqini bashorat qilishning qiyinligidan iborat bo’lib, buning sabablari, modullarning murakkab tarzdagi o’zaro ta’siriga va masshtablashtirish darajasining yomonligiga va tizim hulqini birdaniga o’zgartish imkonining yo’qligiga bog’liq.
OT ning monolit tuzilishida, tizim modullar to’plamidan iborat bo’lib, modullardan bittasining o’zgarishi tizimga to’la ta’sir etish imkoniyatiga ega. Tizimdan foydalanishning murakkabligi ishlatilayotgan modullar soniga to’g’ri proportsional (mutanosib) ravishda ortib boradi. Bundan tashqari, OT multiprotsessorli bajarishga taqsimlash o’ta qiyin va ba’zan buning hech iloji bo’lmaydi. Monolit strukturali OT ning asosiy ustunligi bu uning yuqori samaradorligidadir.
2.1.-rasm. RVOT ning monolik strukturasi.
- Sath (qatlam)li arxitektura. Amaliy DT (dastur ta’minoti) asbobga nafaqat yadro (o’zak) va uning xizmatlari orqali ulanish, balki to’g’ridan to’g’ri ulanish imkoniyatiga ega. Monolit strukturaga qaraganda, bunday struktura tizim javobining yuqori darajada bashorat qilish imkoniyaga ega, hamda amaliy dasturlariga asbobga tezda ulanish imkonini beradi. Ko’pqatlamli OT larda, bir qatlam doirasidagi o’zgarishlar qo’shni qatlamlarga ta’sir ko’rsatadi.
2.2.-rasm. RVOT ning qatlamli arxitekturasi.
- “Mijoz-Server” arxitekturasi. Bu arxitekturaning asosiy tamoyili OT xizmatlarini amaliy sathdagi serverlarga chiqarishdan iborat bo’lib, mijoz amaliy dasturlari va serverlar – tizim xizmatlari orasidagi ma’lumotlar almashinuvini dispetcher vazifasini bajaruvchi mikroyadro orqali amalga oshiriladi.
Bu arxitekturaning ustunliklari :
- Yuqori darajadagi ishonchlilik, OT xizmatlarini xatoliklarni kuzatish va tuzatish oson bo’lgan foydalanuvchi fazosiga chiqarish tufayli;
- Yaxshilangan masshtablashtirish, tizim konfiguratsisidan xizmatlarni osonlikcha chiqarib tashlash;
- Yuqori darajadagi rad etishga chidamlilik, har qanday xizmat foydalanuvchi fazosda ilova sifatida ishlatiladi va tizimni qayta ishga solmasdan uni qashta ishga tushirish mukin;
OT yadrosi va xizmatlarining har xil adres fazolarida va protsessorning har xil himoya darajasida joylashuvi, mijoz-server arxitekturasining kichiklashuviga va samaradorligini pasayishiga olib keladi. Bu pasayishlar ustuvor rejimdan noustivor rejimga va teskarisiga tez-tez qayta ulanib turish bilan bog’liq.

2.3-rasm. RVOT ning mijoz – server arxitekturasi.