فلش‌کارت‌های آموزشی زمان‌بندی وظایف در RTOS: الگوریتم‌ها و پیاده‌سازی

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره زمان‌بندی وظایف در RTOS: الگوریتم‌ها و پیاده‌سازی

موضوع کلی: برنامه‌نویسی سیستم‌ها و معماری سخت‌افزار

موضوع میانی: سیستم‌های عامل بلادرنگ (RTOS)

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مبانی و مفاهیم پایه‌ای سیستم‌های عامل بلادرنگ (RTOS) و الزامات زمانی آن‌ها
• 2. تفاوت سیستم‌های بلادرنگ سخت (Hard RTOS) و نرم (Soft RTOS) در زمان‌بندی
• 3. مدیریت وظایف (Task Management)، چرخه عمر وظایف و حالات مختلف آن‌ها در RTOS
• 4. مفهوم تسک کنترل بلوک (TCB) و نحوه ذخیره‌سازی اطلاعات وظایف
• 5. مقدمه‌ای بر الگوریتم‌های زمان‌بندی (Scheduling Algorithms) در سیستم‌های بلادرنگ
• 6. الگوریتم زمان‌بندی نرخ یکتا (Rate Monotonic Scheduling - RMS) و تحلیل پذیری آن
• 7. الگوریتم زمان‌بندی مهلت ایستا (Earliest Deadline First - EDF) برای وظایف بلادرنگ
• 8. مفهوم اولویت‌بندی ایستا و پویا در زمان‌بندهای RTOS
• 9. مکانیزم‌های پیش‌امپشن (Preemption) و تعویض زمینه (Context Switching) در سطح سخت‌افزار
• 10. مدیریت وقایع (Interrupts) و تعامل بین وقفه و زمان‌بند وظایف
• 11. مسئله وارونگی اولویت (Priority Inversion) و راه‌حل‌های پروتکل ارث‌بری اولویت (Priority Inheritance)
• 12. پروتکل سقف اولویت (Priority Ceiling Protocol) برای جلوگیری از بن‌بست
• 13. همگام‌سازی وظایف با استفاده از صف‌های پیام (Message Queues) و تبادل امن داده‌ها
• 14. استفاده از سمافورها (Semaphores) و موتکس‌ها (Mutexes) در مدیریت دسترسی همزمان
• 15. مدیریت حافظه پویا و تخصیص پشته (Stack Allocation) برای وظایف بلادرنگ
• 16. تحلیل بدترین زمان اجرای وظایف (Worst-Case Execution Time - WCET)
• 17. تست، عیب‌یابی و مانیتورینگ عملکرد زمان‌بندی در سیستم‌های واقعی
• 18. پیاده‌سازی یک زمان‌بند ساده و سفارشی وظایف بلادرنگ از صفر به زبان C
• 19. بررسی نمونه‌های واقعی زمان‌بندی در سیستم‌عامل‌های بلادرنگ تجاری مانند FreeRTOS و Zephyr
• 20. پروژه جامع: طراحی، پیاده‌سازی و ارزیابی یک سیستم بلادرنگ چندوظیفه‌ای با الگوریتم زمان‌بندی سفارشی