Linuxとリアルタイム処理

Ｌｉｎｕｘとリアルタイム処理

　昔、パソコンが 8bit～16bitの時代（OSは CP/M～MS-DOSの時代）は手軽にパソコンを用いて用途にあったI/Oカードを実装し計測制御のシステムを比較的容易に構築する事が出来ました。　大学の研究室や企業においても、広く計測制御用途に用いられていたと思います。
ところがパソコンが 32bitになり、かつ大量の CPUパワーを必要とする MS-Windowsが普及する事により相乗効果で CPUは高速化、メモリ、ハードディスクは大容量化してきました。
また、ＯＳの高機能化、ＬＡＮによる分散処理の実現により今まではメインフレーム、オフコンで行われていた業務がパソコンでクライアント・サーバシステムを実現する事によりパソコンへとシフトしてきました。
これらはダウンサイジングと呼ばれ、1990年代半ば、もてはやされました。
結果としてダウンサイジングがもたらしたものは何だったのでしょうか。？
もう間違いなくパソコンは事務処理分野においては、オモチャではなく実業務に耐える武器となったでしょう。
科学計算分野においてもＣＡＤを中心とする洗練されたＧＵＩ環境のアプリケーションが多数出回るようになりました。

　ところが、Windowsでプログラムを作成するとなると DOSの時代と比べると敷居がかなり高くなっています。　またＯＳがハードウェアとソフトウェアの間に入り両者を絶縁する役目をしています。　そして、ＯＳが複雑で重いがゆえに計測制御分野で必須となるリアルタイム性の保証ができません。
　信頼性の面においても無人で 24時間連続運転に使用するにはメモリリーク等の問題で不安があります。内部構造が公開されてないのでチューニング等もできません。このような問題があり、計測制御関連のアプリ開発はＯＳが Windowsに移行する時点で排除されていったように思われます。でも、必要に迫られた方々は Windows時代に入ってもしばらくの間は MS-DOSで頑張ってこられたのではないでしょうか。？（実は私もその一人です。）
　しかし、ユーザの要求、あるいは開発するシステムの必要性により大容量のデータをハンドリングするには、もうMS-DOSでは限界です。
また製品として販売されている DOS自体も少なくなっているので版権の問題もあり製品に付けて売ることが出来なくなる恐れもあります。

　このような計測制御関連のアプリ開発者にとって不遇の時代に、Linuxは光明をもたらしています。
32bitの CPUパワーが使え、GUI環境が必要なければコンソールで使え、
GUI環境が必要であれば Xwindowが使え、I/Oを直接アクセスする事も可能です。
LinuxはＯＳとしての信頼性にも定評があります。
　これは24時間連続運転を要求される用途にも適していると言えます。
リアルタイム性は、そのままでは Windowsとさほど変わらないのですが、ソースが公開されているので、やろうと思えばＯＳのチューニングが可能です。チューニング行えばリアルタイム性を向上させることも可能でしょうし余分なモジュールを外しＯＳをコンパクト化する事によりフラッシュＲＯＭに書き込む事も可能となります。フリーソフトですから版権の問題に悩まされる事もありません。
　このような、すばらしい Linuxなのですが、今まで DOS、Windowsになじんできた、技術者、プログラマにとっては Linuxは最初のとっつきが悪いのです。
最初のインストールで挫折された方もいるでしょうし、インストールはしたものの使い方が分からずそのままになってしまった方もいるでしょう。
　でも、最近 Linuxに関わる初心者向けの本もいろいろ出てきてますので以前、挫折したことがある方も、再度トライしてみて下さい。　以前よりは、インストールもかなりやりやすくなっています。
　最初の峠を越えると、だんだん勘所が分かってきます。　私がそうでしたから...。

追記：
　この書き方だと、Linuxは計測制御や組込み用途のリアルタイム向けＯＳのような書き方になっていますが、その用途に使えるというだけです。　ですから、人によっては、Linuxは WebサーバやＤＢサーバの用途で考えられる方もいらっしゃるでしょうし、デスクトップＯＳとして使われる方もいらっしゃるでしょう。
　なお、リアルタイム用途に特化したRTLinuxなるものもあります。
私はまだ使った事がないですが...。
　さしあたり、私が試してみたいのはインターバルタイマの周期を標準の 10[ms]から 1[ms]に
変更して動作を試してみたいというのがあります。　これは、ＯＳの再構築の方法が分かれば比較的簡単に出来るのではないかと思います。
（東北大学の先生がやっておられた記事を Linux Japanにて見た事があります。）
まだ、試した事がないのではっきりとは言えませんが、複数のプログラムを起動して１つのシステムとして動作させる場合はこの方が良いのではないかと思います。
実験して結果が分かったら、ＨＰにＵｐしようと思います。