Главная

Статьи

Що таке операційні системи реального часу на прикладі ОСРВ МАКС


Російський дослідницький центр Інтернету речей internetofthings.ru опублікував статтю нашого експерта Катерини Медведєвої.
Катерина розповіла про відміну операційних систем реального часу від традиційних операційних систем, про функціонал і ролі ОСРВ в Інтернеті речей, а також про те, як в АстроСофт виникла ідея створити власну операційну систему реального часу МАКС, на що зроблена ставка і що її відрізняє від інших систем.



Інтернет речей - один з найбільш обговорюваних трендів в світі високих технологій. Активно залучена в нього і російська IT-сфера. Все більш актуальною в нашій країні стають такі теми, як «розумне місто», промисловий Інтернет речей. Зараз ми переживаємо етап визначення стандартів російського Інтернету речей, розвитку необхідної інфраструктури. Одним словом, закладаємо міцний фундамент для будівництва «розумної» російської IT-системи. Вітчизняне програмне забезпечення починає грати роль ключового елемента безпеки російського Інтернету речей. По-перше, це забезпечує незалежність національної технологічної бази, а по-друге, закордонне ПО все ще залишається вразливим для кібератак. І російські розробники не дрімають. Інноваційна вітчизняна розробка операційної системи реального часу ОСРВ МАКС - явне тому доказ.



Коли говориш російська операційна система, багато до цього ставляться скептично, тому що часто російські ОС не зовсім російські: хтось бере за основу Linux або щось ще, допрацьовує в певній мірі, і виходить така нібито російська ОС. На відміну від такого роду систем ОСРВ МАКС повністю «своя». Команда розробників АстроСофт створила її з нуля, без використання будь-яких сторонніх рішень і компонентів. Проект стартував в на початку 2015 році за кодовою назвою ОСРВ МАКС (Операційна Система Реального Часу для Мультиагентний когерентного Систем), яке через два роки і запозичив вже готовий продукт.
У широких IT-колах операційні системи реального часу - не така звична тема, як традиційні операційні системи (ОС). Почасти це пов'язано зі сферами їх застосування. Традиційні ОС головним чином використовуються в системах типу «людина-машина», знайомих всім і кожному в особі як мінімум персонального комп'ютера. Вони орієнтовані на оптимальний розподіл ресурсів комп'ютера між користувачами і виконуваними процесами. Оскільки ОСРВ управляє системами в автоматичному режимі, без контролю з боку людини, це завдання стає другорядною. На перший план виходить час реагування апаратного обладнання на зовнішні події. Звідси основний напрямок реалізації ОСРВ - прилади, в яких необхідна швидка реакція на події та здатність забезпечити виконання необхідних функцій в певний проміжок часу.
Ще одна відмінність полягає в тому, що традиційна ОС для звичайного середньостатистичного користувача (тобто не розробника) - це готовий набір додатків. Бери і користуйся. ОСРВ ж - це інструмент створення якогось свого апаратно-програмного комплексу реального часу. Тому традиційно користувачі ОСРВ - це розробники таких комплексів, які знають, які події можуть відбутися і які критичні терміни обробки кожного з цих подій. При створенні системи необхідно передбачити (звичайно, шляхом обчислень) її час реакції на зовнішні події. При цьому система повинна встигати реагувати на одночасно що відбуваються. Якщо два або кілька зовнішніх подій відбуваються одночасно, їй потрібно встигнути зреагувати на кожне з них протягом інтервалів часу, критичних для цих подій.
А як же команді АстроСофт прийшла в голову ідея створити свою ОСРВ? Хлопці надихнулися ситуацією на світовому ринку ОСРВ. Як можна побачити з графіка нижче, 41% світового ринку ділять два лідера: FreeRTOS і Micrium. При цьому чимало і конкурентних рішень, на які припадає частка ринку від 2% і більше. Але російських ОСРВ серед них немає.




Але навіщо створювати те, що вже є? Зіграти на те, що це повністю російська ОСРВ для російського ринку? Занадто одноманітно. Хорошою передумовою для унікальності МАКС став і той факт, що в своєму продукті можна було реалізувати те, що в інших операційних системах зробити вже може бути надто складно або навіть пізно в зв'язку з їх довгим існуванням на ринку і усталеної архітектурою рішень.
У підсумку, ОСРВ МАКС не тільки реалізує весь класичний функціонал операційних систем даного типу, але і має ряд унікальних можливостей. Наприклад, дана операційна система орієнтується не тільки на забезпечення роботи одного пристрою (мікропроцесора, мікроконтролера), але і на взаємодію пристроїв (звідси і «Мультиагентний» в назві ОС). Це дозволяє спростити створення необхідних у вбудованих системах механізмів. В основі цих можливостей лежить концепція розподіленої загальної пам'яті. Кілька незалежних пристроїв можуть обмінюватися даними і синхронізувати їх так, ніби всі вони мають фізичний доступ до загальної пам'яті. Це дуже схоже на те, як ми сидимо vkontakte з різних пристроїв: смартфон, ноутбук, планшет - не важливо, картина для нас одна і та ж. Механізм роботи з розподіленою спільною пам'яттю дозволяє групі з кількох пристроїв реалізувати новий підхід до виконання завдань. Ключовим поняттям тут стає контекст, набір параметрів, доступний з додатків на різних пристроях. Уявіть групу роботів, завдання яких - прибрати велике офісне приміщення. Використання загального контексту дозволить їм спільно скласти карту прибирається, розподіляти між собою робочі зони, обмінюватися інформацією, контролювати один одного. Ми отримаємо більш якісну і швидку прибирання, ніж у разі використання декількох незалежних роботів. Чи не буде простоїв, дублювання збирання робочої зони і неприбраних, пропущених зон. Також група роботів, об'єднаних загальним контекстом, зможе на відміну від їх окремих, незалежних побратимів оперативно діяти в залежності від таких факторів, як, наприклад, рівень забрудненості конкретної робочої зони, введення додаткового робота або вихід з ладу одного з працюючих, і перерозподіляти завдання всередині групи.
При розробці операційної системи велике значення мали питання безпеки. Так, ядро ​​системи уповноважили задіяти доступні на цільовому пристрої апаратні засоби захисту.
На відміну від західних компаній, які вважають, що їм поки нецікаво підтримувати російське обладнання, АстроСофт крім підтримки популярного іноземного апаратного забезпечення активно працює і з російськими виробниками. Зокрема, з АТ «ПКК« Міландр », одним з провідних російських розробників інтегральних мікросхем різного функціонального призначення (мікропроцесори, мікроконтролери, схеми пам'яті та ін.). У співпраці з «Міландром» розробники працюють над створенням комплексного продукту з єдиною операційним середовищем для кінцевого споживача. Також команда ОСРВ МАКС веде активні дослідження в області Mesh і IoT (Інтернету речей), які розширюють можливості системи в таких напрямках, як відмовостійке мережеве взаємодія, що самоорганізується структура мережі, автономність пристроїв (низьке енергоспоживання, бездротовий зв'язок) і ін.
ОСРВ МАКС - універсальна платформа, що дозволяє значно прискорити розробку вбудованого програмного забезпечення при створенні нових пристроїв на основі мікроконтролерів, в тому числі пристроїв Інтернету речей, і вбудованих систем. Напрямків її застосування багато. Це обумовлено зростанням популярності мікроконтролерів при створенні різних електронних пристроїв. Найбільш затребувана ОСРВ МАКС в системах промислової автоматики і управлінні технологічними процесами, радіо- і робототехніці, системах «розумного» будинку і «розумного» міста, споживчій електроніці.
ОСРВ МАКС - це ілюстративний приклад того, що «желанье - це безліч можливостей, а небажання - безліч причин» і що в Росії можна і потрібно створювати якісні програмні рішення, зіставні з зарубіжними аналогами.


Автор: Катерина Медведєва, АстроСофт
джерело: http://internetofthings.ru/78-blog/207-chto-takoe-operatsionnye-sistemy-realnogo-vremeni-na-primere-osrv-maks


А як же команді АстроСофт прийшла в голову ідея створити свою ОСРВ?
Але навіщо створювати те, що вже є?
Зіграти на те, що це повністю російська ОСРВ для російського ринку?