- آر ٹی او ایس کیا ہے؟
- RTOS کیوں؟
- ریئل ٹائم آپریٹنگ سسٹم اور آپریٹنگ سسٹم کے مابین فرق
- آر ٹی او ایس کی قسمیں
- مفت آر ٹی او ایس کے استعمال کے فوائد
- آر ٹی او ایس سے متعلق کچھ بڑے مسائل
- آر ٹی او ایس کا استعمال کیسے کریں
ایمبیڈڈ سسٹمز ہمارے آس پاس کے تمام الیکٹرانک آلات میں وسیع پیمانے پر استعمال کرتے ہیں ، اس کی واضح مثال منی لیپ ٹاپ ہے جو ہم ہر وقت اپنے ساتھ رکھتے ہیں ، ہاں میں اپنے موبائل فون کا ذکر کر رہا ہوں۔
جب بھی سرایت شدہ سسٹم تصویر میں آجاتا ہے تو یہ ہمیشہ مائکروکونٹرولرز یا مائکرو پروسیسرز جیسے سافٹ ویئر اور سافٹ ویئر یا آپریٹنگ سسٹم جیسے سافٹ ویئر کا مجموعہ ہوتا ہے۔ ایک آپریٹنگ سسٹم کے تمام برقی آلات کی بنیاد بناتی ہے اور ہارڈ ویئر اور کسی بھی الیکٹرانک ڈیوائس کے اندر اندر سافٹ ویئر دونوں کا انتظام. آپریٹنگ سسٹم کی اصطلاح نہ صرف کمپیوٹرز کے لئے یونکس اور ونڈوز تک ہی محدود ہے بلکہ مائیکروکنٹرولروں تک بھی بڑھ سکتی ہے۔ ایسا ہی ایک آپریٹنگ سسٹم جو مائکروکنٹرولرز پر چل سکتا ہے اسے ریئل ٹائم آپریٹنگ سسٹم کہا جاتا ہے ۔ یہاں ہم آر ٹی او ایس اور ریئل ٹائم آپریٹنگ سسٹم کی ایپلی کیشنز کے بارے میں سیکھیں گے ۔
آر ٹی او ایس کیا ہے؟
ریئل ٹائم آپریٹنگ سسٹم جو مقبول طور پر آر ٹی او ایس کے نام سے جانا جاتا ہے کنٹرولر کو ترجیحات کی بنیاد پر ایک مخصوص مدت میں ان پٹ اور مکمل کاموں کا جواب دینے کی صلاحیت فراہم کرتا ہے۔ پہلی نظر میں ، ایک آر ٹی او ایس شاید کسی دوسرے ایمبیڈڈ پروگرام یا فرم ویئر کی طرح محسوس ہوسکتا ہے ، لیکن یہ آپریٹنگ سسٹم کے فن تعمیر پر بنایا گیا ہے۔ لہذا، کسی بھی آپریٹنگ سسٹم کی طرح RTOS سے زیادہ پروگرام کی حمایت ایک ہی وقت میں پر عمل کرنے کی اجازت دے سکتے بہسنکیتن. جیسا کہ ہم جانتے ہیں کہ پروسیسر یا کنٹرولر کا بنیادی حصہ ایک وقت میں صرف ایک ہی ہدایت پر عملدرآمد کرسکتا ہے ، لیکن آر ٹی او ایس میں شیڈولر نامی کچھ ہے۔جو فیصلہ کرتی ہے کہ پہلے کون سی ہدایت کو عمل میں لایا جائے اور یوں ایک کے بعد ایک سے زیادہ پروگراموں کی ہدایات پر عمل درآمد ہو۔ تکنیکی طور پر ایک آر ٹی او ایس صرف ایک ہی وقت میں متوازی ہدایات پر عمل درآمد کرکے کثیر التواء کا برم پیدا کرتا ہے۔
یہ آر ٹی او ایس کو حقیقی دنیا میں مختلف ایپلیکیشنز کے ل suitable موزوں بنا دیتا ہے۔ کسی بھی ان پٹ کے ل R آر ٹی او ایس میں جب بھی کسی منطق کا اندازہ کیا گیا ہو جو اس سے متعلقہ آؤٹ پٹ دیتا ہے۔ اس منطق کی پیمائش نہ صرف منطقی تخلیقی صلاحیتوں کی بنا پر کی گئی ہے بلکہ اس وقت کی مدت پر بھی جس میں مخصوص کام سرانجام دیا گیا ہے۔ اگر کوئی نظام اس مخصوص مدت میں کام انجام دینے میں ناکام ہوجاتا ہے تو اسے نظام کی ناکامی کے طور پر جانا جاتا ہے۔
RTOS کیوں؟
- ڈرائیوروں کی دستیابی: آر ٹی او ایس کے اندر بہت سارے ڈرائیور دستیاب ہیں ، جو ہمیں انھیں براہ راست مختلف ایپلی کیشنز کے لئے استعمال کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔
- شیڈول فائلیں: آر ٹی او ایس شیڈولنگ کا خیال رکھتا ہے لہذا کسی بھی نظام کو شیڈول کرنے پر توجہ دینے کی بجائے ہم صرف ایپلی کیشن کو ترقی دینے پر توجہ مرکوز کرسکتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، ٹاسک شیڈولنگ فائلوں کا استعمال بعض اعمال کی وضاحت کے لئے کیا جاتا ہے جب بھی شرائط کا کوئی سیٹ پورا ہوتا ہے۔ آر ٹی او ایس عام طور پر چلنے ، تیار اور مسدود ریاستوں کے نظام الاوقات کے لئے کچھ اعلی درجے کی الگورتھم استعمال کرتا ہے جو چل رہا ہے جبکہ آر ٹی او ایس شیڈولنگ کی بجائے درخواست تیار کرنے پر زیادہ فوکس رکھتا ہے۔
- خصوصیات میں اضافہ کرنے کی لچک: آر ٹی او ایس کے اندر بھی اگر آپ نئی خصوصیات شامل کرنے پر راضی ہوں تو ، آپ اسے موجودہ خصوصیات میں خلل ڈالے بغیر صرف شامل کرسکتے ہیں۔
ریئل ٹائم آپریٹنگ سسٹم اور آپریٹنگ سسٹم کے مابین فرق
ریئل ٹائم آپریٹنگ سسٹم اور ونڈوز ، لینکس وغیرہ جیسے آپریٹنگ سسٹم کے مابین مختلف اختلافات ہیں۔ آئیے ٹیبل فارمیٹ کی مدد سے ایک ایک کرکے ان پر ایک نظر ڈالیں:
| سیریل نمبر | آپریٹنگ سسٹم | اصل وقت کا نظام |
| 1 | وقت کا اشتراک آپریٹنگ سسٹم میں عمل کے عمل کی اساس ہے | کارروائیوں کو ان کی ترجیح کے حکم کی بنیاد پر عمل میں لایا جاتا ہے |
| 2 | آپریٹنگ سسٹم کسی سسٹم کے ہارڈ ویئر اور سافٹ ویئر کے مابین انٹرفیس کا کام کرتا ہے | ریئل ٹائم سسٹم کو ڈیزائن کیا گیا ہے تاکہ وہ دنیا کے حقیقی مسائل کے لئے اس پر عمل درآمد کرے |
| 3 | جب آپریٹنگ سسٹم پر عمل درآمد ہوتا ہے تو میموری کا انتظام کرنا کوئی اہم مسئلہ نہیں ہے | میموری کا انتظام مشکل ہے جیسا کہ اصل وقت کی بنیاد پر میموری کو مختص کیا جاتا ہے ، جو خود ہی اہم ہے |
| 4 | درخواستیں: آفس ، ڈیٹا سینٹرز ، گھر وغیرہ کا نظام | درخواستیں: طیارے یا ایٹمی ری ایکٹر ، سائنسی تحقیق کے سازوسامان کو کنٹرول کرنا |
| 5 | مثال کے طور پر: مائیکروسافٹ ونڈوز ، لینکس ، او ایس | مثال کے طور پر: وی ایکس ورکس ، کیو این ایکس ، ونڈوز سی ای |
آر ٹی او ایس کی قسمیں
ہم اصلی وقت کے آپریٹنگ سسٹم کو بڑے پیمانے پر تین حصوں میں درجہ بندی کرسکتے ہیں
- ہارڈ ریئل ٹائم آپریٹنگ سسٹم
- نرم ریئل ٹائم آپریٹنگ سسٹم
- ریئل ٹائم آپریٹنگ سسٹم
1. ہارڈ ریئل ٹائم آپریٹنگ سسٹم
آئیے ایک مثال کے استعمال سے اس قسم کے آپریٹنگ سسٹم کو سمجھنا شروع کریں ، اس کی زندہ مثال فلائٹ کنٹرول سسٹم ہے۔ فلائٹ کنٹرول سسٹم کے اندر پائلٹ کے ذریعہ جو بھی کام ان پٹ کی شکل میں دیئے جاتے ہیں اسے بروقت انجام دینا چاہئے۔ ایک سخت ریئل ٹائم آپریٹنگ سسٹم میں ، سسٹم کی ناکامیوں کو برداشت کیا جاسکتا ہے۔ سخت RTOS کی خصوصیات یہ ہیں:
- وقت پر کام انجام دینے کے لئے
- ڈیڈ لائن کو پورا کرنے میں ناکامی مہلک ہے
- بدترین کیس کے جوابی وقت کی ضمانت ہے
- نظام کی خرابی کا باعث بن سکتی ہے
2. نرم اصلی وقت آپریٹنگ سسٹم
نرم آر ٹی او ایس کے استعمال کی سب سے آسان مثال آن لائن ڈیٹا بیس ہے ، کیوں کہ نرم آر ٹی او ایس کے اندر پیرامیٹر کے بارے میں ہم زیادہ پریشان رہتے ہیں۔ لہذا ، نرم RTOS کی خصوصیات یہ ہیں:
- کاموں کو جلد سے جلد انجام دینا چاہئے
- دیر سے کاموں کی تکمیل ناپسندیدہ ہے لیکن مہلک نہیں ہے
- کارکردگی میں گراوٹ کا امکان ہے
- سسٹم کی ناکامی کا باعث نہیں بن سکتا
3. فرم اصل وقت آپریٹنگ سسٹم
روبوٹ بازو جو چیزوں کو لینے کے لئے استعمال ہوتا ہے اسے فرم RTOS کی مثال میں سے ایک سمجھا جاسکتا ہے۔ یہاں ، اس فرم RTOS کے اندر بھی اگر عمل میں تاخیر ہوتی ہے تو اسے برداشت کیا جاتا ہے۔
مفت آر ٹی او ایس کے استعمال کے فوائد
آپ کی ایپلی کیشنز میں آر ٹی او ایس کے استعمال کے فوائد درج ذیل ہیں۔
- فائر وال کے مسائل نہیں ہیں
- بہتر کارکردگی کیلئے کم بینڈوتھ
- بہتر کردہ سیکیورٹی اور رازداری
- ترقی کے لئے استعمال ہونے والے ہارڈ ویئر اور سافٹ ویئر کے اجزاء میں کمی کی وجہ سے کم لاگت
آر ٹی او ایس سے متعلق کچھ بڑے مسائل
اب ، حقیقی دنیا کی درخواست میں آر ٹی او ایس کے بہت سارے فوائد حاصل کرنے کے باوجود ، اس کے مختلف نقصانات بھی ہیں۔ اس سے متعلق کچھ امور پر یہاں تبادلہ خیال کیا گیا ہے۔
- کوڈ کے کچھ دوسرے اہم حصے میں بہاؤ کو موڑنے کے ل programs عام طور پر عملدرآمد پروگرام کو روکنے کے لئے پروگراموں میں مداخلتیں استعمال کی جاتی ہیں۔ یہاں ، آر ٹی او ایس کے اندر فوری ردعمل کا وقت درکار ہے۔ یہ سفارش کی جاتی ہے کہ کم سے کم ممکنہ وقت کے لئے رکاوٹیں غیر فعال کردی جائیں ۔
- چونکہ ، دانا مختلف واقعات کے ل respond بھی جواب دینا چاہئے اس کے لئے دانا کی مقدار کم ہونا ضروری ہے تاکہ یہ ROM کے اندر مناسب طریقے سے فٹ ہوجائے۔
- آر ٹی او ایس کی نفیس خصوصیات کو ہٹا دیا جانا چاہئے کیونکہ اس کے اندر اس طرح کی ورچوئل میموری کی حیثیت سے کوئی تصور نہیں ہے۔
آر ٹی او ایس کا استعمال کیسے کریں
اب جب آپ جانتے ہو کہ آر ٹی او ایس کیا ہے اور آپ اسے کہاں استعمال کرسکتے ہیں ، آر ٹی او ایس کے ساتھ شروع کرنے کے ل you آپ کو عام طور پر ٹورنیڈو یا فری آر ٹی او ایس ڈویلپمنٹ ماحول استعمال کرنا پڑتا ہے۔ آئیے ہم ان دونوں ترقیاتی ماحول کا ایک مختصر جائزہ لیتے ہیں۔
طوفان - VxWorks
ٹورنیڈو ایک مربوط ماحول ہے جو ٹارگٹ سسٹم پر حقیقی وقت سے متعلق ایمبیڈڈ آر ٹی او ایس ایپلی کیشنز کو تیار کرتا ہے۔ طوفان تین بنیادی عناصر پر مشتمل ہے جو ذیل میں درج ہیں۔
1) وی ایکس ورکس
2) درخواست سازی کے اوزار (مرتب اور متعلقہ پروگرام)
3) مربوط ترقیاتی ماحول ، جو VxWorks کی درخواست کا نظم ، ڈبگ اور نگرانی کرسکتا ہے
VxWorks ایک نیٹ ورک ریئل ٹائم آپریٹنگ سسٹم ہے۔ وی ایکس ورکس کے ساتھ شروع کرنے کے لئے ہمارے پاس ایک ورک سٹیشن کے ساتھ ساتھ ایک ڈویلپمنٹ کٹ (ٹارگٹ) ہونا چاہئے۔ یہاں ، ڈویلپمنٹ کٹ ہدف میزبان یا جزو کے سوا کچھ نہیں ہے جو ورک سٹیشن پر ہدف سرور کے ساتھ بات چیت کرتی ہے۔ یہاں کا ہدف بگولہ ٹول سے منسلک ہوتا ہے جیسے شیل اور ڈیبگر ۔ لہذا ، VxWorks کا استعمال کرتے ہوئے ہم سسٹمز کو تشکیل اور تعمیر کریں گے جبکہ ٹورنیڈو ہمیں گرافیکل یوزر انٹرفیس اور ترتیب اور تعمیر کے ل command کمانڈ لائن ٹولز مہیا کرتا ہے ۔
یہاں کی تصویر میں آنے والی انتہائی اہم نکتہ یہ ہے کہ آپ کے سسٹم میں ٹورنیڈو انسٹال کرتے وقت انسٹالیشن ڈائرکٹری کو راستوں کے نام استعمال کرنا
چاہ.: انسٹال ڈائر / ٹارگٹ۔ مثال کے طور پر اگر آپ اپنا طوفان C C میں رکھنا چاہتے ہیں تو: windows ونڈوز پر میزبان طوفان کی مکمل راہ نام کی شناخت اس صورت میں انسٹال ڈائر / ٹارگٹ / ایچ / وی ایکس ورکس کے طور پر کی جانی چاہئے۔
یہاں ، ہم وی ایکس ورکس کی خصوصیات کے بارے میں تفصیل سے بات نہیں کریں گے (ہم اسے اگلے سبق کے لئے چھوڑ دیں گے) لیکن ہم اس پر تبادلہ خیال کریں گے کہ ونڈ رائور جی این یو کا استعمال کرتے ہوئے وی ایکس ورکس کے اندر سی ++ کا استعمال کس طرح کیا جاسکتا ہے ۔ ونڈ رائور جی این یو عمل درآمد کے دوران رکاوٹ کے ساتھ ساتھ میموری کے استعمال کی رپورٹ کے بارے میں گرافیکل تجزیہ فراہم کرنے میں ہماری مدد کرتا ہے۔
مثال کے طور پر ، ونڈ رائیور کا مذکورہ بالا نظریہ کاموں کی ترجیح (tLowPri & tHighPri) کے ساتھ منسلک پروسیسر نمبر کی وضاحت کرتا ہے۔ بیکار حالت یعنی سبز رنگ کی لکیر نے اس وقت کی مدت بتائی جس کے لئے پروسیسر کام کرنے کی حالت میں نہیں ہے ، جو ہر چند سیکنڈ کے بعد ہوتا ہے۔ t1 ، t7 ، t8 اور t9 مختلف پروسیسرز کے علاوہ کچھ بھی نہیں ہیں۔ یہاں ، ہم صرف ٹی 7 پروسیسر کا انتخاب کررہے ہیں۔
لہذا ، یہ ونڈرایور VxWorks اور ایپلیکیشن ماڈیول سبروٹائنس دونوں کو چلانے کے قابل ہے۔ آپ ونڈرایور ایپلی کیشن کو لانچ کر سکتے ہیں یا تو طوفان لانچ ٹول بار تشکیل دیں (-> i بٹن) بعد میں مینو پر کلک کریں اور پھر شیل پر کلک کریں۔ آخر میں ، کمانڈ پرامپٹ سے "> ونڈ ٹارگٹ سرور" ٹائپ کریں۔
اب C ++ کا استعمال کرتے ہوئے پروگرام کرنے کے ل IN ، INCLUDE_CPLUS_DEMANGLER اجزاء کو شامل کرنا ضروری ہے ، یہ ڈییمنگلر جزو ہدف کی شیل علامتوں کو C ++ علامت ناموں کی انسانی پڑھنے کے قابل شکلوں کو واپس کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ اس سے پہلے کہ ، Vxworks کے ہدف پر C ++ ماڈیول ڈاؤن لوڈ کرنے سے ، عمل کی پیروی کریں جس کو munching کہتے ہیں ۔ یہاں ، گپ شپ سے مراد اضافی میزبان پروسیسنگ مرحلہ ہے۔
سی ++ ایپلیکیشن سورس پروگرام مرتب کریں اور مثال کے طور پر ہیلو سی پی پی فائل حاصل کریں۔ بعد میں اسے.o پر گونگا کرنے کے لئے چلائیں اور تیار کردہ ctdt.c فائل کو مرتب کریں۔ مزید برآں ، VxWorks کے اندر ، ڈاؤن لوڈ کے قابل ماڈیول ، ہیلو۔ آؤٹ پیدا کرنے کے لئے ایپلی کیشن کو ctdt.o کے ساتھ لنک کریں۔ اس VxWorks کو پھانسی دینے کے بعد آؤٹ پٹ ایک میک فائل ہوگی جو کچھ ہدف پر استعمال ہوگی۔
مفت آر ٹی او ایس
عام طور پر ، جب بھی ہم RTOS سے شروع کرتے ہیں تو ہم عام طور پر Vx ورکس RTOS کو ترجیح دیتے ہیں۔ لیکن ، یہاں فری آر ٹی او ایس کے حوالے سے مختصر گفتگو کریں ، جس کا آغاز ابتدائی آپریٹنگ سسٹم کے تصور سے گزرنے کے لئے بھی کرسکتا ہے۔ مفت آر ٹی او ایس رچرڈ بیری اور فری آر ٹی او ایس ٹیم کے ذریعہ تیار کیا گیا ہے ، یہ بھی ریئل ٹائم انجینئرز لمیٹڈ کی ملکیت ہے لیکن یہ استعمال کرنے کے لئے مفت ہے اور نیچے دیئے گئے لنک پر کلیک کرکے سیدھے ڈاؤن لوڈ کیا جاسکتا ہے۔
مفت ROTS ڈاؤن لوڈ کریں
اس آرٹیکل کے وقت استعمال کیے جانے والے مفت آر ٹی او ایس کا تازہ ترین ورژن ورژن 10 ہے ، جسے فری آر ٹی او ایس وی 10 کہا گیا ہے۔
مفت آر ٹی او ایس کا سب سے بڑا فائدہ جو اسے دوسرے آر ٹی او ایس کے لحاظ سے بہتر بناتا ہے وہ ہارڈ ویئر کے معاملے میں اس کا پلیٹ فارم آزاد سلوک ہے یعنی سی کوڈ جس کو ہم آپریٹنگ سسٹم پر عمل کرنے کے لئے استعمال کریں گے وہ مختلف پلیٹ فارمز پر چل سکتا ہے جو مختلف فن تعمیر کے ساتھ ہیں۔ لہذا اس سے قطع نظر کہ آپ 8051 مائکروکانٹرولر یا کچھ تازہ ترین اے آر ایم مائکروکانٹرولر استعمال کررہے ہیں جو آپ نے عمل درآمد کے عمل کے ساتھ ساتھ لکھا ہے وہ دونوں کے لئے یکساں ہوگا۔
Vx کاموں اور RTOS آپریٹنگ ٹولز کے مقابلے میں مفت RTOS استعمال کرنے کے بہت سے دوسرے فوائد ہیں۔ ان میں سے کچھ کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے:
- آسان ٹیسٹ فراہم کرتا ہے
- کوڈ کی دوبارہ پریوستیت کے تصور کو فروغ دیتا ہے
- کم بیکار وقت
- آسان بحالی
- وقت سے متعلق معلومات کو خلاصہ کریں
نیز ، بنیادی دانا ، جہاں دانا ایک آپریٹنگ سسٹم کے مرکزی جزو سے مراد ہے جو مفت آر ٹی او ایس کے اندر موجود ہے اسے مختلف ایپلی کیشنز کے ل use استعمال کرنے کے قابل بناتا ہے۔ چونکہ آپ کی زیادہ ایپلی کیشنز مفت حاصل کرنے کے ل operating آپریٹنگ سسٹم پر توسیعی ماڈیولز کو جوڑنا آسان ہے کیونکہ RTOS زیادہ طاقتور ہوتا ہے۔
مفت آر ٹی او ایس کے استعمال کی ایک مثال نابٹو کے ساتھ مفت آر ٹی او ایس کو ملا دینے کے تصور کا استعمال کرتے ہوئے بیان کی جاسکتی ہے۔ نبٹو ایک مفت ویب ڈیوائس ہے جو اس آلے سے معلومات کو براؤزر میں منتقل کرنے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔
لہذا مفت آر ٹی او ایس کو نبٹو کے ساتھ جوڑنے پر اسے سی کوڈ کا ایک چھوٹا ٹکڑا بنادیا گیا ہے جیسا کہ اعداد و شمار اے میں بیان کیا گیا ہے۔ اب ایک دن انٹرنیٹ آف ٹیننگز (IOT) ٹرینڈ میں ہے اور ہم جس بھی IOT آلہ تک رسائی حاصل کریں گے اس کا انٹرنیٹ پر ایک انوکھا یو آر ایل ہے اور یہ ٹیکنالوجی محفوظ اور انتہائی کم بینڈوڈتھ پوائنٹ کو پوائنٹ کنکشن کی اجازت دیتا ہے۔ انٹرنیٹ رابطے کی عدم موجودگی میں یہ مجموعہ مددگار ثابت ہوسکتا ہے۔ لہذا ، مفت آر ٹی او ایس ایک مقبول انتخاب ہے جب آئی او ٹی کو لاگو کرنے کی بات آتی ہے۔