1. Описание программного обеспечения для пнс.

Один из важных пунктов при разработке любой системы для авиации это выбор программного обеспечения, которое будет использовано в системе. Обычное программное обеспечения по своим характеристикам не подойдет для использования в комплексах для боевых летательных аппаратов (для гражданских летательных аппаратов есть возможность использовать Linux, но так как использованиях данного ПО пока не сертифицировано говорить о реальной возможности его использовать сложно, так как это будем зависть от заказчика и приемной комиссии). Для летательных аппаратов нужна операционная система реального времени (ОСРВ), особенности которой будут изложены ниже.

Операционные системы реального времени предназначены для обеспечения интерфейса к ресурсам критических по времени систем реального времени. Основной задачей в таких системах является своевременность выполнения обработки данных.

В качестве основного требования к ОСРВ выдвигается обеспечение предсказуемости или детерминированности поведения системы в наихудших внешних условиях, что резко отличается от требований производительности и быстродействию универсальных ОС. Хорошая ОСРВ имеет предсказуемое поведение при сценариях системной загрузки (одновременные прерывания и выполнение потоков).

Необходимые требования для ОСРВ:

• ОС должна быть многозадачной и допускающей вытеснение;

• ОС должна обладать понятием приоритета потоков;

• ОС должна поддерживать предсказуемые механизмы синхронизации;

• ОС должна поддерживать механизм наследования приоритетов;

• Поведение ОС должно быть известным и предсказуемым (задержки обработки прерываний, задержки переключения задач, задержки драйверов и т.д.);

ОСРВ за последнее время эволюционировали от монолитной к многослойной структуре ОС и далее к архитектуре клиент-сервер.

Монолитная структура – ОС состоит из набора из набора модулей, и изменения одного модуля влияют на другие модули. Чем больше модулей, тем больше хаоса при эксплуатации такой системы. Кроме того невозможно распределить ОС в многопроцессорной системе.

Многослойная структура – В такой структуре изменения одного слоя влияет на соседние слои, кроме того обращение через слой не возможно. А для ОСРВ должно быть обеспечено прямое обращение к каждому слою ОС, а иногда напрямую к аппаратуре.

Архитектура клиент-сервер – основной идеей является сведение базиса ОС к минимуму (планировщик и примитивы синхронизации). Вся остальная функциональность выносится на другой уровень и реализуется через потоки или задачи. Совокупность таких серверных задач отвечает за системные вызовы. Приложения являются клиентами, которые запрашивают сервисы через системные вызовы.

Такая технология позволяет создавать масштабируемые ОС и упрощает распределение в многопроцессорной системе. При эксплуатации системы замена одного модуля не вызывает эффекта «снежного кома», кроме того сбой модуля не всегда влечет за собой за собой отказ системы в целом. Так же появилась возможность динамической загрузки и отгрузки модулей. Но такая система обладает большой проблемой ,как защита памяти, поскольку сервисные процессы должны быть защищены. А при поддержке такой защиты время переключения с одного процесса на другой увеличивается.

Вывод:

По моему мнению на выбранный класс летального аппарата отлично подошел бы Linux, так как данный самолёт не предназначен для использования в сложных условиях, но в связи с тем, что использование такой системы не сертифицирован использование данной системы требует консультации с приемной комиссией и остается открытым.

Второй вариант это использование архитектуры клиент-сервер. Наша пилотажно-навигационная система строится на технологии ИМА, что подразумевает использования такой ОС, так как эта система отвечает всем условиям (замена модулей без изменения ОС, отказоустойчивость, масштабируемость) которые ставит перед собой ИМА. Выбор использования уже готовой ОСРВ или написание новой ОСРВ под разрабатываемую ПНС остаётся за заказчиком.