Секреты ОС реального времени

Роб Кёртен, «Введение в QNX/Neutrino 2».

Операционные системы реального времени (ОС РВ) способны обеспечить надежное функционирование в критических ситуациях, от них нередко зависят важные производственные процессы, работа автоматических линий, различных машин и электростанций. Наверное, все читатели знают о таких операционных системах общего назначения, как Linux, FreeBSD и BeOS, но многие ли знакомы с QNX? А ведь она относится к одной из наиболее популярных ОС РВ. Многопользовательская, многозадачная сетевая ОС реального времени QNX не раз демонстрировала свои лучшие качества в АСУ ТП. Она широко применяется как ОС встроенных систем и интеллектуальных контроллеров, в том числе работающих в АСУ ТП предприятий, и неплохо зарекомендовала себя не только на Земле, но и в космосе. Именно под управлением QNX работает манипулятор и другое оборудование на Международной космической станции. Еще недавно сравнительно мало людей интересовались операционной системой QNX. Теперь положение дел значительно изменилось.

Издательством «Петрополис» выпущен перевод на русский язык книги Роба Кёртена, независимого консультанта, специализирующегося в области разработки программных приложений реального времени. Она называется «Введение в QNX/Neutrino 2» и представляет собой руководство по программированию реального времени в QNX Realtime Platform. QNX/Neutrino — это версия QNX на микроядре Neutrino, впервые увидевшая свет в 1995 г. Она стала развитием разработанной в 1980 г. Дэном Доджом и Гордоном Беллом ОС QUNIX (Quantum UNIX), позднее переименованной в QNX. Тогда же получила свое новое имя основанная ими канадская компания QNX Software Systems (ранее Quantum Software Systems), являющаяся разработчиком данной системы. Созданная по заказу министерства обороны США ОС РВ QNX2, успешно применялась во многих отраслях. Сменившая ее QNX4 — полнофункциональная коммерческая ОС, обладает, несмотря на компактность, развитыми функциями.

Предоставляемая бесплатно разработчикам и конечным пользователям, система нового уровня QNX Realtime Platform на базе QNX6 (QNX/ Neutrino) воплощает лучшее из того, что было наработано компанией QNX Software Systems с начала 80-х. Ядро QNX Realtime Platform занимает всего 32 Кбайт, это одна из самых компактных встраиваемых систем. ОС полностью соответствует стандартам POSIX, что значительно упрощает перенос приложений из совместимых с POSIX систем. QNX Realtime Platform предусматривает компактную графическую оболочку Photon microGUI 2.0, пакет для визуальной разработки ПО Photon Application Builder, имеет браузер Voyager и средства соединения с Internet.

Книга Роба Кёртена позволит читателям получить фундаментальное понимание ключевых особенностей QNX/ Neutrino. Она написана в непринужденной манере, в легком для понимания стиле и послужит источником необходимых начальных знаний для проектирования надежных систем реального времени — от встраиваемых управляющих приложений до распределенных сетевых вычислительных систем.

Операционные системы семейства QNX поражают своей эффективностью и элегантностью реализации, что, по-видимому, играет не последнюю роль в популярности данного продукта. Ведь если в основе проекта лежит стройная, изящная архитектура, то и сам проект имеет шансы получить гармоничное воплощение. QNX нередко применяется в инженерных задачах, где к числу главных требований относится простота идеи и ее реализации. Это могут быть и телекоммуникации, и управление производством, и драйверы различного назначения.

Автор, профессионал с 17-летним стажем, несколько лет проработавший в компании QNX Software Systems в отделе исследований и разработок, а также в ее учебном центре, приводит множество примеров программ и рисунков, помогающих вникнуть в излагаемый материал. Он описывает не только составные компоненты QNX/ Neutrino, но и их взаимосвязи, уделяя особое внимание таким темам, как принципы функционирования и основы применения обмена сообщениями, базовые концепции процессов и потоков, организация периодических событий в программах (таймеры), структурная организация драйверов, прерывания и рекомендации по их эффективной обработке, в том числе вопросам разделения прерываний между устройствами. Профессиональные советы по организации приложений позволяют избегать стандартных проблем. Кроме того, в книге подробно описаны системные библиотеки QNX/ Neutrino, предназначенные для разработки драйверов, способы построения, их внутренняя организация, некоторые примеры драйверов устройств с необходимыми комментариями.

Излагая накопленные на личном опыте концепции и идеи, Роб Кёртен дает читателю четкое, фундаментальное представление о работе и возможностях применения QNX/Neutrino. Немногие книги по операционным системам написаны так хорошо. Ее можно рекомендовать всем, кого заинтересует данная тематика — как начинающим программистам, так и опытным системотехникам.