نُظم التشغيل في الزمن الحقيقي Real Time Operating Systems (RTOS)

ما هي نُظم التشغيل في الزمن الحقيقي؟

هو نظام تشغيل مخصص يعمل في تطبيقات الوقت الفعلي التي تهدف إلى معالجة البيانات فور ورودها دون تأخير، إذ تقاس متطلبات وقت معالجة نظم التشغيل في الزمن الحقيقي بالميلي ثانية.

أنواع نظم التشغيل في الزمن الحقيقي

توجد ثلاثة أنواع لنظم التشغيل في الزمن الحقيقي:

• نظم التشغيل في الزمن الحقيقي الصلبة: يجب إكمال جميع المهام الحاسمة في غضون المدة الزمنية المحددة، أي في غضون الموعد النهائي المحدد، إذ سيؤدي التخلف عن الموعد النهائي إلى إخفاقات خطيرة مثل الأضرار التي تلحق بالمعدات أو حتى الخسائر في الأرواح.
• نظم التشغيل في الزمن الحقيقي اللينة: يقبل هذا النوع بعض التأخيرات عبر نظام التشغيل. في هذا النوع قد يكون هناك تاريخ إغلاق مخصص لأداء وظيفة معينة، ولكن التأخير لفترة زمنية صغيرة مقبول. 
• نظم التشغيل في الزمن الحقيقي الثابتة: هو نوع من النظام الآني الذي يضمن إكمال المهام في غضون موعد نهائي معين ولكن بدرجة من المرونة. على عكس أنظمة الوقت الفعلي الصعبة، يمكن للأنظمة الثابتة تحمل حالات فشل الموعد النهائي، ولكن يجب أن تكون حالة نادرة ولا تؤثّر في تشغيل النظام ككل.

مزايا نُظم التشغيل في الزمن الحقيقي

يوجد العديد من مزايا نظم التشغيل في الزمن الحقيقي، إليك بعضها:

• استهلاك الحد الأقصى من الموارد: يعطي أقصى حد من استهلاك للنظام ويمنحنا المزيد من الفاعلية أثناء استخدام جميع الموارد ويحافظ على نشاط جميع الأجهزة. 
• خالية من الأخطاء: ما يعني أنه لا توجد فرص للخطأ في أداء المهام.
• إدارة المهام: يستغرق نظام التشغيل في الوقت الفعلي وقتاً أقل للانتقال من مهمة إلى أخرى. عادة ما يستغرق نقل المهام 3 ميكرو ثانية أو أقل، ما يضمن إدارة المهام بشكلٍ أسرع. 

تحديات نُظم التشغيل في الزمن الحقيقي 

إلى جانب المزايا العديدة تعاني نظم التشغيل في الزمن الحقيقي من تحديات عدة، إليك أبرزها:

• صعوبة البرمجة: تعد الخوارزميات المستخدمة في نظم التشغيل في الزمن الحقيقي معقدة، إذ يكون من الصعب على المبرمج العادي كتابة هذه الخوارزميات وتحتاج لخبراء.
• تعدد المهام: تم تصميم نظم التشغيل في الزمن الحقيقي لتشغيل عدد قليل فقط من المهام. لذلك، لا يوصى به للنظم التي تتطلب تعدد المهام.

تطبيقات نُظم التشغيل في الزمن الحقيقي

تستخدم نُظم التشغيل في الزمن الحقيقي في العديد من المجالات، مثل التصنيع والعلوم الطبية والمجال العسكري إضافة إلى الاتصالات السلكية واللاسلكية وتطبيقات الفضاء الخارجي.