Sistemas operacionais de tempo real

Existem diversos equipamentos controlados por sistemas operacionais, normalmente embarcados, que possuem uma exigência (requisito) associada com o tempo de resposta. Esse tempo de resposta precisa ocorrer dentro de um determinado prazo. A perda de um prazo, isto é, a não conclusão de uma tarefa dentro deste prazo, caracteriza uma falha do sistema, o que pode provocar danos irreversíveis, como por exemplo, o choque de duas aeronaves, quando o sistema de monitoramento de aproximação de aeronaves não conseguir detectar em tempo hábil a existência de duas aeronaves se aproximando na mesma rota.

Situações que envolvem prazos nas respostas são inúmeras. Por exemplo: (1) aparelhos de monitoramento como os que verificam os sinais vitais de um paciente devem avisar aos enfermeiros e médicos sobre quaisquer alterações imediatamente; (2) o sistema que controla robôs utilizados para diversas atividades, como a missão para Marte da NASA (Mars Rover), em que estes robôs precisam serem capazes de se movimentar no terreno acidentado do planeta e coletar material para análise, como mostrado na Figura 6.

As principais diferenças entre um sistema operacional convencional e um baseado em tempo real estão relacionadas às interrupções dos dispositivos de hardware e ao escalonamento dos processos para usar o processador. Essas características influenciam diretamente no tempo de resposta e os sistemas operacionais de tempo real procuram aumentar o tempo entre as interrupções de hardware e diminuir as trocas entre os processos para que o tempo de uma tarefa ocorra dentro do prazo.

Podemos classificar os sistemas operacionais de tempo real em basicamente dois tipos:

• Críticos: o prazo na execução das tarefas são vitais e não podem ser descumpridos. Os sistemas que controlam os meios de transporte, como carros, trens e aviões, e os sinalizadores de controle de tráfego, como semáforos, são exemplos onde o não cumprimento dos prazos podem provocar acidentes fatais, e, por conseguinte, os sistemas embutidos de tempo real deles são críticos.
• Não-críticos: o tempo é fundamental, mas uma perda de prazo é tolerável. O Sistema Operacional de um aparelho de DVD ou de um console de vídeo game é não-crítico, pois o não cumprimento de uma tarefa em resposta a um evento em um determinado intervalo de tempo não provoca danos irreversíveis. Ao contrário dos sistemas críticos, esses sistemas normalmente trabalham com um grande volume de dados.