实时操作系统与通用操作系统之间的区别
在本文中,您将了解实时操作系统与通用操作系统之间的区别。但在讨论区别之前,您必须了解 实时 和 通用操作系统 。
实时操作系统是什么
实时操作系统(RTOS) 是一种操作系统类型。操作系统是一个作为系统硬件和用户之间的桥梁的程序。此外,它管理系统软件和硬件之间的所有交互。
当时间限制是固定且严格遵循时,实时操作系统被用于实时系统。这意味着处理和响应的时间极少。此外,系统必须在特定时间范围内执行给定的任务,否则系统将失败。它主要用于控制设备应用程序,如工业控制系统、汽车发动机燃油喷射系统、医学成像系统、武器系统等。
实时操作系统的优缺点
实时操作系统具有各种优点和缺点。实时操作系统的一些优点和缺点如下:
优点
- RTOS每次只专注于一个应用程序。最常情况下,这个应用程序已经在运行了。排队中的所有其他应用程序都将等待。因此,可以按时完成关键任务,以在指定的时间范围内获得期望的结果。
- 实时操作系统确保在所有设备上活动时系统消耗更多资源。因此,RTOS系统的停机时间相对较少。当主机公司使用RTOS时,会获得最佳结果。
- RTOS在使用所有资源并保持所有设备活动时提供系统的最大消耗和更多输出。
- 在这些系统中,转换任务的时间相对较少。例如,在旧系统中,从一个任务切换到另一个任务需要大约 10 ms ,而在较新的系统中大约需要 3 ms 。
- RTOS非常适合运行 24*7 的应用程序,因为它执行较少的任务切换并提供更多输出。
- RTOS是无错误的,这意味着在执行任务时不会出错。
- 存在各种实例的RTOS。它们被应用于各种应用程序,包括数字家用电器、家用视频游戏、风力发电系统、智能交通系统和工业机器人等。
缺点
- 只有少数任务同时运行,系统专注于少数应用程序以避免错误;因此,其他任务必须等待。有时候,等待任务的等待时间没有时间限制。
- RTOS接口使用复杂的算法。这些算法对于普通用户来说将是困难的。只有经验丰富的开发人员才能编写和理解这些算法。
- 由于所需的资源较多,RTOS通常相当昂贵。
- 低优先级任务可能无法完成,因为这些系统必须保持当前运行应用程序的准确性。
- 在使用RTOS时,程序崩溃可能经常发生。与传统操作系统不同,RTOS可能无法有效地分离内存区域。结果,进程将难以处理它们。
通用目的操作系统是什么
GPOS 旨在执行非时间关键的常规任务。GPOS通常用于创建Microsoft Office文档、播放音乐和观看视频等。
这些系统的调度并不总是优先考虑的。较低优先级的进程可能会首先执行。任务调度器使用公平策略,允许整体高吞吐量,但不能确保高优先级的作业将首先执行。
它用于非时间关键的系统和应用程序。一些通用目的操作系统的示例包括Windows、Linux、UNIX等。
通用目的操作系统的优点和缺点
通用目的操作系统有各种优点和缺点。通用目的操作系统的一些优点和缺点如下:
优点
- 通用目的操作系统为所有用户提供了 用户友好的图形界面 ,因为它包含了多个菜单、按钮、图标等,以便于导航。
- 通用目的操作系统使用多种技术,包括内存分段、分页和交换。GPOS可以通过使用这些技术来管理自己的内存。
- 它具有最佳功能,例如 “即插即用” ,这意味着不需要驱动程序来使用设备,如鼠标、键盘等。
- 通用目的操作系统实现了各种调度算法,例如轮转、优先级调度、先来先服务、最短作业优先调度等,以调度CPU上的所有进程。
- 它具有灵活的界面,可安装和运行许多类型的游戏和软件。
- 许多通用目的操作系统以开源形式提供,如 Unix/Linux 。这些操作系统可以在系统上轻松执行,无需任何费用。
缺点
- 一些操作系统的成本比开源平台如Linux更高。虽然免费操作系统可供客户使用,但它们常常比其他操作系统更难使用。此外,具有图形用户界面功能和其他内置功能的通用目的操作系统是昂贵的,如微软Windows操作系统。
- 操作系统易受病毒攻击威胁,风险更高。许多用户的计算机上安装了恶意软件包,导致操作系统停止工作和减速。
- 操作系统更为复杂,开发它们所需的编程语言不简单或明确定义。此外,如果操作系统出现人们无法立即理解的问题,它无法快速修复。
- 它需要大容量内存来进行内存管理。
实时操作系统和通用目的操作系统之间的关键差异
在这里,您将学习实时操作系统与通用目的操作系统之间的关键区别。实时操作系统与通用目的操作系统之间的一些关键区别如下:
- 在通用目的操作系统中,任务调度并不一定基于应用程序或进程的重要性。线程和进程通常使用”公平性”进行调度。与此不同,实时操作系统始终使用基于优先级的调度。
- 在通用目的操作系统中,高优先级线程无法抢占内核调用。相反,如果必要的话,实时操作系统中的低优先级作业将被高优先级作业抢占,甚至执行内核调用。
- 实时操作系统主要用于专用电子应用程序。而通用目的操作系统主要用于通用的普遍应用程序。
- 实时操作系统设计用于单用户环境。而通用目的操作系统设计用于多用户环境。
- 实时操作系统的响应时间是确定性的。相反,通用目的操作系统的响应时间不是确定性的。
- 实时操作系统优化内存资源。而通用目的操作系统不会优化内存资源。
- 实时操作系统有任务截止日期。相反,通用目的操作系统没有任务截止日期。
- 实时操作系统的例子包括FreeRTOS、Contiki源代码等。而通用目的操作系统的例子包括Linux、Windows、iOS等。
实时操作系统与通用目的操作系统的对比
在这里,您将学习实时操作系统与通用目的操作系统之间的对比。实时操作系统与通用目的操作系统之间的一些对比如下:
实时操作系统 | 通用操作系统 |
---|---|
实时操作系统始终使用基于优先级的调度。 | 通用操作系统中任务调度不一定基于应用程序或进程的重要性。线程和进程通常使用“公平性”策略进行调度。 |
实时操作系统的时间响应是确定性的。 | 通用操作系统的时间响应是不确定性的。 |
在实时操作系统中,如果需要,低优先级任务会被高优先级任务抢占,甚至执行内核调用。 | 在通用操作系统中,高优先级线程不能抢占内核调用。 |
实时操作系统优化内存资源。 | 通用操作系统不优化内存资源。 |
实时操作系统主要用于嵌入式系统。 | 通用操作系统主要用于个人电脑、服务器、平板电脑和手机。 |
实时操作系统具有任务截止时间。 | 通用操作系统没有任务截止时间。 |
它没有大容量内存。 | 它有大容量内存。 |
发展时,通用操作系统代码通常不具有模块化。 | 实时操作系统内核代码被设计为可扩展的,允许开发人员有选择地选择内核对象。 |
实时操作系统设计和开发用于单用户环境。 | 通用操作系统设计用于多用户环境。 |
示例:FreeRTOS,Contiki源代码等。 | 示例:Linux,Windows,iOS等。 |
结论
RTOS和GPOS都是操作系统。随着物联网的发展,RTOS变得越来越受欢迎。与GPOS相比,它们更适用于嵌入式系统,并且在许多情况下更易于使用。