Adj uram, de rögtön

– valós idejű operációs rendszerek a mindennapokban

„Te késlekedhetsz, de az idő nem fog.”

Benjamin Franklin, az USA egyik „alapító atyja”

Egyre gyakrabban találkozunk a „valós idejű operációs rendszer” (Real Time Operating System – RTOS) kifejezéssel, a SUSE is nemrég adta ki a legújabb verziót a kapcsolódó megoldásából. Számos esetben ilyen eszközök gondoskodnak biztonságunkról, kényelmünkről vagy éppen szórakoztatásunkról, a téli olimpiától kezdve a légiirányításon át egészen a banki szolgáltatásokig. De pontosan mit is jelent ez, és milyen hatással van a mindennapi életünkre?

Az egyik leginkább aktuális példa a valós idejű operációs rendszerek felhasználására a téli olimpia. Idén minden eddiginél intenzívebb és látványosabb formában követhetjük a megmérettetéseket. Akár interaktív VR-környezetben is átélhetjük a legfontosabb eseményeket a világ bármely pontjáról, méghozzá élőben, de 360 fokos videókban is gyönyörködhetünk. Ahhoz, hogy valós időben készíthessék és szinkronizálhassák ezeket a felvételeket, és a szolgáltatások azonnal, megbízhatóan és folyamatosan elérhetőek legyenek, a valós idejű operációs rendszerek képességeire van szükség.

Csúszás csak a sí- és jégpályán

Ahogy azt már megszokhattuk, a sporteseményeken rendkívül precíz az időmérés, és villámgyorsan rendelkezésre állnak az információk, a legtöbbször azonban nem is gondolunk bele, milyen komoly informatikai háttérre van szükség mindehhez. Az időmérő, illetve pontozórendszerekben azonnal összegzik az adatokat, amint a sportoló beért a célba vagy a zsűritagok kiosztották a pontszámokat. Az összesítés után az adatok egy központi elosztórendszerbe kerülnek, ahol feldolgozzák azokat, és szétküldik minden szükséges eszközre. Az egész folyamat kevesebb mint 2 másodperc alatt lefut, sőt, a kommentátorok és újságírók még hamarabb, 0,3 másodperc alatt megkapják az eredményeket. Ezek az azonnal befutó információk gondoskodnak arról, hogy élőben követhessük a versenyeket.

A szervezők óriási információhalmazzal dolgoznak, beleértve az időbeosztásokat, az egyes versenyek eredményeit és statisztikáit akár évtizedekre visszamenően, valamint az összesített eredményeket, az aktuális ranglistát, illetve a sportolók életrajzait. A számos különféle verseny és feladat mellett mindennek óramű pontossággal kell működnie, beleértve a világszerte nézők milliárdjai számára biztosított tökéletes közvetítést is.

Valós időben

Mindehhez megbízható, nagy rendelkezésre állású és villámgyorsan reagáló rendszerekre van szükség a háttérben. A speciális, valós idejű operációs rendszerek képesek kiszolgálni a real-time alkalmazásokat, amelyek azonnal, késlekedés nélkül feldolgozzák az adatokat beérkezésük után, és rendkívül szoros időkorlátoknak felelnek meg.

Ilyen jellegű például a SUSE Linux Enterprise Real Time rendszer, amely pontos időzítést és szinkronizálást biztosít a fejlett szolgáltatásokhoz. Képes a másodperc törtrésze alatt sorba rendezni a feladatokat fontosság alapján, majd a nagyobb prioritású folyamatokhoz rendelni a szükséges erőforrásokat. A megoldás virtualizációval is csökkenti a reakcióidőt, és maximalizálja az alkalmazások teljesítményét, ráadásul azzal is javítja a működési hatékonyságot, hogy lehetővé teszi a valós idejű és nem valós idejű szolgáltatások együttes alkalmazását egyetlen virtuális gépen.

Minden sarkon ott leselkedik

A pénzügyi intézményeknél többek között a kereskedő programokat bízzák a valós idejű operációs rendszerekre, a katonaságnál és a repüléstechnikában a különféle légi járművek ellenőrzéséhez és szimulációjához, valamint fedélzeti fegyverek és oktatási rendszerek működtetéséhez használják. Egyre nagyobb szerephez jutnak az önvezető autók irányításában, illetve a Forma1-es versenyautók tervezésénél és működtetésénél is széles körben alkalmazzák, például az egyes változtatások hatásainak szimulációjához. A légiirányításban is számos folyamatért, eszközért és emberéletért felelnek, a német repülésbiztonsági szervezet, a Deutsche Flugsicherung (DFS) például a SUSE megoldását használja naponta 10.000 légi jármű irányítása során.

A valós idejű operációs rendszerek a gyártásban is különféle területeken biztosítanak fontos előnyöket, a robotika, a szerelősorok és az ipari folyamatok irányításától kezdve az eszközök szimulációján át az adatok gyűjtéséig. A szórakoztatóiparban elsősorban animációs rendszerekhez és interaktív videójátékokhoz alkalmazzák, a telekommunikációban pedig többek között a hálózati routerek, a telekommunikációs kapcsolók, az IoT és VoIP eszközök, valamint a különféle weboldalak és szolgáltatások üzemeltetésénél, illetve hang vagy videó streamelésénél veszik igénybe a valós idejű operációs rendszereket.