operating-system - 为什么不是每个操作系统都是实时的？

Question

我只听说过关于 RTOS 的好消息——它们让程序员可以更好地控制调度程序，例如避免优先级倒置，他们的时序更一致，更好的多任务处理。但是所有标准桌面设置都使用非实时操作系统。所以使用 RTOS 必须有一些权衡，它们是什么？

Answer 1

RTOS 通常以吞吐量性能和特性换取可预测性和易处理性。人们通常对“实时”的定义是“确定性的”。如果不为此付出代价，您将无法获得确定性。

在通用操作系统中，我们受到“常见情况”行为的激励——我们想要非常好的平均性能和很大的灵 active 。在 RTOS 中，我们希望对“最坏情况”行为设置一个可靠的上限，并且我们为吞吐量或常见情况行为付出(通常是高昂的代价)。

是的，可以创建混合体，例如 Windows 甚至 Linux 实时线程。但是在某个地方，您通常会付出代价，因为最终只有有限的可用资源集(CPU、IO 带宽等)，并且消费者操作系统和 RTOS 围绕不同的标准进行优化。一些 RT Linux 方法通过分区明确地处理这个问题。在每个分区中针对不同的假设和不同的最优性标准进行了优化。

交易了哪些特征？ 我无法提供一个精确的列表——更重要的是通用操作系统往往有无数的驱动程序，并且能够跟上新设备的流失； RTOS 倾向于关注一个更小的集合，对于这些集合，及时性可以很好理解，也可以明确避免干扰其他事件。您可能不会在普通 RTOS 上选择相同的驱动程序，因为通常实现它们是不合理的。

吞吐量 记住“实时”!=“真正快速”。当系统是实时的时，这意味着事件的完成时间是其正确性的一部分。在某些情况下，这意味着非常快速地处理许多事件(高吞吐量)；在其他情况下，它可能在相对缓慢但非常可预测的时期进行处理。 RTOS 中的结构可能具有高吞吐量，但通常无法达到等效 RTOS 的吞吐量，因为用于公平实现该吞吐量的技术(缓存、花哨的交互驱动调度方法、“公平”排队和锁争用)会影响反对任何单个任务的及时性的可预测性。