Kısa tanım
Gerçek zamanlı işletim sistemi (RTOS), görevlerin yalnızca doğru sonuç üretmesini değil, bu sonucu önceden belirlenmiş zaman sınırları içinde üretmesini garanti altına alacak biçimde tasarlanmış özel bir işletim sistemi türüdür.
Ayrıntılı açıklama
Genel amaçlı işletim sistemleri, ortalama başarımı en yüksek düzeye çıkarmayı hedeflerken, gerçek zamanlı işletim sistemleri belirleyiciliği (determinizm) ön planda tutar. Bir RTOS'ta kritik bir görevin en kötü durumda dahi ne kadar sürede tamamlanacağı öngörülebilir olmalıdır. Bu öngörülebilirlik, kesme gecikmelerinin sınırlandırılması, öncelik tabanlı görev zamanlaması ve bellek yönetiminin belirleyici davranışıyla sağlanır.
RTOS mimarisinin çekirdeğinde zamanlayıcı (scheduler) yer alır. Öncelik tabanlı ve kesintiye izin veren (preemptive) zamanlama, yüksek öncelikli bir görevin gerektiğinde düşük öncelikli görevleri askıya alarak işlemciyi devralmasına imkân tanır. Öncelik tersinmesi gibi sorunları önlemek için öncelik kalıtımı ve öncelik tavanı protokolleri kullanılır. Görevler arası iletişim ise mesaj kuyrukları, semaforlar ve olay bayrakları gibi belirleyici mekanizmalarla yürütülür.
Gerçek zamanlılık, katı (hard) ve esnek (soft) olmak üzere iki temel sınıfta ele alınır. Katı gerçek zamanlı sistemlerde zaman sınırının aşılması görev başarısızlığı, hatta güvenlik riski anlamına gelir; uçuş kontrol bilgisayarları bu sınıfın tipik örneğidir. Esnek gerçek zamanlı sistemlerde ise ara sıra yaşanan gecikmeler hizmet kalitesini düşürse de sistemin bütününü tehlikeye atmaz. Emniyet kritik uygulamalarda RTOS'un ayrıca bölümlendirme (partitioning) yetenekleri sunması ve ilgili sertifikasyon standartlarına uygun geliştirilmesi beklenir.
Savunma sanayii bağlamı
Savunma sistemlerinde aviyonik bilgisayarlardan güdüm birimlerine, atış kontrol sistemlerinden elektronik harp donanımlarına kadar geniş bir alanda gerçek zamanlı işletim sistemleri kullanılır. Emniyet ve görev kritikliği nedeniyle bu ürünlerin tedarikinde sertifikasyon kanıtları, uzun ömürlü destek ve tedarik güvenliği belirleyici ölçütlerdir. Yabancı kaynaklı yazılım bileşenlerine bağımlılığın azaltılması, birçok ülkenin savunma yazılım stratejisinde öne çıkan bir başlıktır.
Türk savunma sanayiinde de gömülü ve gerçek zamanlı yazılım alanında çalışmalar yürütülmekte, millî çözümlerin geliştirilmesine yönelik programlar desteklenmektedir.
İlgili kavramlar
Gömülü yazılım · DO-178C · Donanım döngüsünde simülasyon (HIL) · Güvenli yazılım geliştirme · Statik kod analizi