实时操作系统 期末报告

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操作系统期末总结

操作系统期末总结

操作系统期末总结操作系统(Operating System)是计算机系统中最基本的系统软件之一,为计算机提供了任务调度、资源管理、文件管理、通信、消息传递等功能,是计算机硬件和应用软件之间的桥梁。

经过一个学期的学习与研究,我对操作系统的原理与实现有了更深刻的理解。

在本次期末总结中,我将对所学的内容进行总结,并对操作系统的未来发展进行展望。

一、理论部分操作系统的理论部分主要包括进程管理、内存管理、文件系统、设备管理和虚拟化等内容。

这些理论知识是操作系统学习的基础,也是理解操作系统运行原理的重要部分。

1. 进程管理:进程是操作系统中最基本的执行单位,也是资源分配的基本单位。

它控制了程序的执行顺序和资源的利用情况。

进程管理包括进程的创建、调度、同步与通信等内容。

在学习中,我了解了进程的状态转换、进程调度算法以及进程间通信的方式等。

2. 内存管理:内存管理是指操作系统如何分配和回收内存资源。

在学习中,我了解了内存分区、内存分页、内存分段以及虚拟内存管理等内容。

这些知识对于操作系统的性能优化和内存资源的充分利用非常重要。

3. 文件系统:文件系统是操作系统中用来管理和存储文件的一种机制。

在学习中,我了解了文件的逻辑结构和物理结构、文件的操作方式以及文件系统的组织结构等内容。

文件系统的设计和实现是提高文件存储效率和数据可靠性的关键。

4. 设备管理:设备管理是操作系统对计算机硬件进行管理和控制的一部分。

在学习中,我了解了设备的分类和接口标准、设备的分配和调度以及设备驱动程序的开发等内容。

设备管理是保证硬件设备正常工作和提高系统性能的关键。

5. 虚拟化:虚拟化是一种将物理资源抽象为逻辑资源的技术,可以提高资源的利用率和系统的可扩展性。

在学习中,我了解了虚拟化的原理和实现方式,以及虚拟机监控器的功能和作用。

虚拟化技术在云计算和大数据领域有着广泛的应用。

二、实践部分操作系统的实践部分主要包括实验和项目设计。

通过实践,我将操作系统的理论知识应用到具体的实际问题中,并加深对操作系统原理的理解。

《操作系统》实验报告

《操作系统》实验报告

《操作系统》实验报告一、实验目的操作系统是计算机系统中最为关键的组成部分之一,本次实验的主要目的是深入理解操作系统的基本原理和功能,通过实际操作和观察,熟悉操作系统的核心概念,包括进程管理、内存管理、文件系统和设备管理等,提高对操作系统的实际应用能力和问题解决能力。

二、实验环境本次实验在以下环境中进行:操作系统:Windows 10开发工具:Visual Studio 2019编程语言:C++三、实验内容1、进程管理实验进程是操作系统中最基本的执行单元。

在这个实验中,我们使用C++编写程序来创建和管理进程。

通过观察进程的创建、执行和结束过程,理解进程的状态转换和资源分配。

首先,我们编写了一个简单的程序,创建了多个子进程,并通过进程标识符(PID)来跟踪它们的运行状态。

然后,使用等待函数来等待子进程的结束,并获取其返回值。

在实验过程中,我们发现进程的创建和销毁需要消耗一定的系统资源,而且进程之间的同步和通信需要谨慎处理,以避免出现死锁和竞争条件等问题。

2、内存管理实验内存管理是操作系统的核心功能之一,它直接影响系统的性能和稳定性。

在这个实验中,我们研究了动态内存分配和释放的机制。

使用 C++中的 new 和 delete 操作符来分配和释放内存。

通过观察内存使用情况和内存泄漏检测工具,了解了内存分配的效率和可能出现的内存泄漏问题。

同时,我们还探讨了内存分页和分段的概念,以及虚拟内存的工作原理。

通过模拟内存访问过程,理解了页表的作用和地址转换的过程。

3、文件系统实验文件系统是操作系统用于管理文件和目录的机制。

在这个实验中,我们对文件的创建、读写和删除进行了操作。

使用 C++的文件流操作来实现对文件的读写。

通过创建不同类型的文件(文本文件和二进制文件),并对其进行读写操作,熟悉了文件的打开模式和读写方式。

此外,还研究了文件的权限设置和目录的管理,了解了如何保护文件的安全性和组织文件的结构。

4、设备管理实验设备管理是操作系统与外部设备进行交互的桥梁。

网络操作系统期末总结

网络操作系统期末总结

网络操作系统期末总结网络操作系统(Network Operating System,NOS)是在计算机网络环境下运行的操作系统,它主要负责管理和协调网络中的资源,提供网络通信、文件共享、用户管理等功能。

本学期,通过学习网络操作系统的原理、技术和应用,我对网络操作系统有了深入的了解。

在这里,我将对本学期的学习内容进行总结和回顾,并提出一些个人的思考和见解。

一、学习内容回顾1. 网络操作系统的概述网络操作系统是以计算机网络为基础的操作系统,它与传统的单机操作系统有所不同,需要处理更多的网络相关问题,如:网络通信、分布式文件系统、网络安全等。

2. 网络协议和通信学习了网络通信的基本原理,包括:OSI七层模型、TCP/IP协议栈、网络地址和端口、数据传输等。

其中,TCP/IP协议栈是网络操作系统中最常用的协议栈,它能够实现可靠的数据传输和网络通信。

3. 文件共享和分布式文件系统学习了文件共享的原理和实现方式,包括:本地文件共享、网络文件系统(NFS)、分布式文件系统(DFS)等。

其中,DFS是一种能够将分散的文件资源集中管理的文件系统,它可以提供高效的文件读写和存储管理功能。

4. 用户管理与安全学习了网络操作系统中的用户管理和安全控制,包括用户认证、访问控制、权限管理等。

这些功能能够有效地保护网络资源的安全,并允许用户在合法的权限范围内进行操作。

5. 网络操作系统的应用和发展学习了网络操作系统的应用案例和发展趋势,包括:各种类型的网络操作系统(如Windows Server、Linux、UNIX)、云计算和虚拟化等。

这些技术和应用对于现代的网络环境具有重要意义,为网络操作系统的进一步发展提供了新的思路和方向。

二、个人思考和见解通过本学期对网络操作系统的学习,我对网络技术和操作系统有了更全面的认识和理解。

在学习过程中,我也遇到了一些问题和困惑,但通过自己的思考和努力,逐渐解决了这些困难。

首先,网络操作系统是当前计算机系统中不可或缺的重要组成部分。

期末操作系统实验报告

期末操作系统实验报告

深圳大学实验报告实验项目名称:操作系统实验报告学院:师范学院专业:教育技术学指导教师:涂向华报告人:赵静静学号:2010122004 实验时间:2012.12.20实验报告提交时间:2012 12.24教务处制实验一进程调度模拟程序设计【实验内容】设计一个有几个进程并发执行的进程调度程序,每个进程由一个进程控制块(PCB)表示,进程控制块通常应包括下述信息:进程名,进程优先数,进程需要运行的时间,占用CPU的时间以及进程的状态等,且可按照调度算法的不同而增删。

调度程序应包含2种不同的调度算法,运行时可以任选一种,以利于各种方法的分析和比较。

系统应能显示或打印各进程状态和参数的变化情况,便于观察。

【实验目的】进程是操作系统最重要的概念之一,也是操作系统的主要内容,本实验要求学生独立地用高级语言编写一个进程调度程序,调度算法可任意选择或自行设计,本实验可使学生加深对进程调度和各种调度算法的理解。

【实验过程】1.做出进程调用流程图:2.先来先服务算法(FCFS)算法思想该算法思想是按照进入就绪队列的先后次序来分配处理机。

FCFS 采用非剥夺调度方式,即一旦某个进程占有处理机,就一直运行下去,直到该进程完成其工作或因等待某一事件而不能继续执行时才释放处理机。

3.时间片轮转法(Round Robin)算法思想该算法思想是使每个进程在就绪队列中的等待时间与享受服务的时间成比例。

即将CPU的处理时间分成固定大小的时间片,如果在执行的一个进程把它分给它的时间片用完了,但任务还没有完成,则它也只能停止下来,释放它所占的CPU资源,然后排在相应的就绪队列的后面去。

本次实验运用到的时间片轮转法:1.设系统有3个进程,每个进程用一个进程控制块PCB来代表。

2.为每个进程任意确定一个要求运行时间。

3.按照进程输入的先后顺序排成一个队列。

再设一个队首指针指向第一个到达进程的首址。

4.执行处理机调度时,开始选择队首的第一个进程运行。

操作系统实验报告模板

操作系统实验报告模板

操作系统实验报告模板一、实验目的本次操作系统实验的主要目的是通过实际操作和观察,深入理解操作系统的核心概念和功能,包括进程管理、内存管理、文件系统、设备管理等方面。

同时,培养学生的动手能力、问题解决能力和团队合作精神,提高对操作系统原理的掌握程度和实际应用能力。

二、实验环境1、操作系统:_____(具体操作系统名称及版本)2、开发工具:_____(如编译器、调试器等)3、硬件环境:_____(处理器型号、内存大小等)三、实验内容(一)进程管理实验1、进程创建与终止使用系统调用创建多个进程,并观察进程的创建过程和资源分配情况。

实现进程的正常终止和异常终止,观察终止时的系统行为。

2、进程调度研究不同的进程调度算法,如先来先服务(FCFS)、短作业优先(SJF)、时间片轮转(RR)等。

通过编程模拟实现这些调度算法,并比较它们的性能。

3、进程同步与互斥利用信号量、互斥锁等机制实现进程之间的同步与互斥。

编写多进程程序,模拟生产者消费者问题、读者写者问题等经典同步场景。

(二)内存管理实验1、内存分配与回收实现不同的内存分配算法,如首次适应算法、最佳适应算法、最坏适应算法等。

观察内存分配和回收的过程,分析算法的优缺点。

2、虚拟内存了解虚拟内存的概念和实现原理。

通过设置页表、进行页面置换等操作,模拟虚拟内存的管理过程。

(三)文件系统实验1、文件操作实现文件的创建、打开、读写、关闭等基本操作。

研究文件的属性(如权限、大小、创建时间等)的设置和获取。

2、目录管理创建、删除目录,遍历目录结构。

实现文件和目录的重命名、移动等操作。

(四)设备管理实验1、设备驱动程序了解设备驱动程序的结构和工作原理。

编写简单的设备驱动程序,实现对特定设备的控制和数据传输。

2、设备分配与回收研究设备分配的策略,如独占式分配、共享式分配等。

实现设备的分配和回收过程,观察系统的资源利用情况。

四、实验步骤(一)进程管理实验步骤1、进程创建与终止编写程序,使用系统调用创建指定数量的进程。

系统运行情况汇报

系统运行情况汇报

系统运行情况汇报
尊敬的领导:
根据对系统运行情况的监测和分析,现就系统运行情况作如下汇报:
一、系统整体运行情况。

经过近期的监测数据显示,系统整体运行稳定,各项指标处于正常范围内。


过去的一个季度里,系统未出现任何重大故障,用户投诉率明显下降,运行效率得到了有效提升。

二、系统性能指标。

系统的性能指标表现良好,平均响应时间在可接受范围内,系统负荷均衡能力强,能够应对高峰时段的访问压力。

同时,系统的稳定性得到了加强,未出现过多的错误日志和异常报警,整体运行状态良好。

三、安全性和稳定性。

系统的安全性和稳定性一直是我们关注的重点,近期我们对系统进行了全面的
安全漏洞扫描和修复工作,确保系统数据不受恶意攻击和泄露风险。

同时,我们也对系统的备份和恢复机制进行了优化,保障了系统在意外情况下的数据安全和可靠性。

四、用户体验和反馈。

用户体验和反馈是衡量系统运行情况的重要指标之一。

我们通过用户调研和反
馈收集了大量宝贵意见和建议,针对用户反映的问题,我们及时进行了改进和优化,有效提升了用户的满意度和使用体验。

五、未来工作计划。

在系统运行情况稳定的基础上,我们将继续加强系统的性能优化和安全防护工作,持续改进用户体验和服务质量。

同时,我们也将加强对新技术的研究和应用,不断提升系统的智能化和自动化水平,以更好地满足用户需求和市场竞争。

总结:
系统运行情况良好,各项指标稳定,用户满意度提升。

我们将继续努力,不断优化系统运行情况,为用户提供更稳定、安全、高效的服务。

谢谢!。

嵌入式实时操作系统报告

嵌入式实时操作系统报告

学号:1325260453《嵌入式实时操作系统》课程报告学院:信息与控制工程学院专业班级:控制科学与工程姓名:X X X成绩:目次第一章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2智能手机概述 (1)1.3L INUX概述 (2)1.4L INUX主要特性 (3)1.4.1 开放性 (3)1.4.2 多用户 (3)1.4.3 多任务 (3)1.4.4 良好的用户界面 (3)1.4.5 设备独立性 (3)1.4.6 供了丰富的网络功能 (4)1.4.7 可靠的系统安全 (4)1.4.8 良好的可移植性 (4)第二章智能手机操作系统 (5)2.1智能手机操作系统介绍 (5)2.2智能手机操作系统比较 (5)2.2.1 Symbian (5)2.2.2 Windows Phone (5)2.2.3 Palm OS (6)2.2.4 Blackberry (6)2.2.5 Android (7)第三章LINUX在智能手机操作系统中的应用 (8)3.1L INUX的应用 (8)3.2智能手机系统体系结构 (9)3.3A NDROID体系结构 (9)3.3.1 应用层 (10)3.3.2 应用框架层 (10)3.3.3 Android运行环境和系统运行库层 (11)3.3.4 Linux 内核层 (11)第一章绪论1.1 研究背景嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。

它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成。

嵌入式系统过去主要应用于工业控制领域。

随着以计算机技术和通讯技术为主的信息技术的快速发展,以及Internet的广泛应用,嵌入式系统除了可以在传统的计算机上运行外,还可以广泛应用于PDA(Personal Digital Assistant,个人数字助理)、机顶盒、VCD、DVD、车载PC、手机等众多电子设备。

操作系统原理期末总结

操作系统原理期末总结

操作系统原理期末总结一、引言操作系统是计算机系统中最核心的软件之一。

它作为计算机硬件和其他应用软件之间的接口,负责管理和调度计算机的资源,并提供友好的用户界面。

操作系统不仅承担着资源管理和调度的任务,而且还要保证系统的安全性和稳定性。

因此,学习操作系统原理对于理解计算机系统的运行原理和提高编程能力具有重要意义。

在这学期的学习中,我了解了操作系统的基本概念、原理和实现,并通过实践了解了一些操作系统的设计和实现方法。

在这篇总结中,我将对学习的内容进行回顾和总结。

二、操作系统基本概念1. 操作系统的定义操作系统是管理和控制计算机硬件与软件资源,并为用户提供良好的用户界面的软件。

2. 操作系统的功能(1) 资源管理:操作系统负责管理计算机的硬件和软件资源,包括内存管理、文件系统管理、进程管理、设备管理等。

(2) 提供用户界面:操作系统提供了命令行界面和图形用户界面,方便用户与计算机进行交互。

(3) 进程管理:操作系统负责管理计算机上的进程,包括进程的创建、终止、调度和通信等。

(4) 内存管理:操作系统负责分配和回收计算机的内存资源,使进程能够正确地访问内存。

(5) 文件系统管理:操作系统负责管理计算机上的文件,包括文件的创建、读写、删除和共享等。

(6) 设备管理:操作系统负责管理计算机的设备资源,包括设备的分配、调度和控制等。

三、操作系统原理1. 进程管理(1) 进程的定义:进程是一个正在执行的程序的实例,它包含了程序的代码、数据和执行环境。

(2) 进程的状态:进程在执行过程中会经历多个状态,包括创建、就绪、运行、阻塞和终止等。

(3) 进程调度:操作系统通过进程调度算法来决定哪个进程可以获得CPU的执行权。

(4) 进程通信:进程间通信是指进程之间进行数据交换和同步的机制,包括管道、信号量、消息队列、共享内存和套接字等。

2. 内存管理(1) 内存分配方式:操作系统可以使用静态分配和动态分配两种方式来管理内存。

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实时操作系统期末总结报告一、实时操作系统的概述实时操作系统(RTOS)是指当外界事件或数据产生时,能够接受并以足够快的速度予以处理,其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应,并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。

因而,提供及时响应和高可靠性是其主要特点。

实时操作系统有硬实时和软实时之分,硬实时要求在规定的时间内必须完成操作,这是在操作系统设计时保证的;软实时则只要按照任务的优先级,尽可能快地完成操作即可。

我们通常使用的操作系统在经过一定改变之后就可以变成实时操作系统。

1.1.实时操作系统的相关概念(1)实时操作系统的定义实时操作系统是保证在一定时间限制内完成特定功能的操作系统。

例如人驾驶的汽车中的系统,需要一个比较稳定的实时操作系统。

在“硬”实时操作系统中,如果不能在允许时间内完成使物体可达的计算,操作系统将因错误结束。

在“软”实时操作系统中,比如汽车不能很快的识别人的操作指令,那么它可能造成严重的事故(如:汽车的瞬时刹车;公交车,它能准确的报站,这其实就是一个实时操作系统的具体体现;其次,车上的GPS导航仪,其实质也是一个比较精确实时操作系统的产物,如果不能实时,那么导航仪将失效,结果不能正确的指导司机驾驶的方向,同时这种实时操作系统的及时性必须达到一定的程度:ms级)。

一些实时操作系统是为特定的应用设计的,另一些是通用的。

一些通用目的的操作系统称自己为实时操作系统。

但某种程度上,大部分通用目的的操作系统,如微软的Windows NT或IBM的OS/390有实时系统的特征。

这就是说,即使一个操作系统不是严格的实时系统,它们也能解决一部分实时应用问题。

(2)实时操作系统中的一些重要的概念代码临界段:指处理时不可分割的代码。

一旦这部分代码开始执行则不允许中断打入;资源:任何为任务所占用的实体;共享资源:可以被一个以上任务使用的资源;任务:也称作一个线程,是一个简单的程序。

每个任务被赋予一定的优先级,有它自己的一套CPU寄存器和自己的栈空间。

典型地,每个任务都是一个无限的循环,每个任务都处在以下五个状态下:休眠态,就绪态,运行态,挂起态,被中断态;任务切换:将正在运行任务的当前状态(CPU寄存器中的全部内容)保存在任务自己的栈区,然后把下一个将要运行的任务的当前状态从该任务的栈中重新装入CPU的寄存器,并开始下一个任务的运行;内核:负责管理各个任务,为每个任务分配CPU时间,并负责任务之间通讯。

分为不可剥夺型内核和可剥夺型内核;调度:内核的主要职责之一,决定轮到哪个任务运行。

一般基于优先级调度法;(3)及时性关于实时操作系统的及时性,我将从如下两个方面进行介绍:实时操作系统的时间限和实时操作系统的应用相关。

时间限:对一些实时性要求较高的系统,它们要求的时间限一般是毫秒级(ms),但是通常的实时操作系统,一般是秒级(s)或是在100s左右。

这样的及时响应是不能满足的,为了能更好的满足某种需要,我们需要把实时操作系统的及时响应时间缩小到10ms左右,这样才能使实时操作系统的性能更好,可靠性更高。

同时在接收到某个指令之后,做出最快速的判断,达到响应的最佳效果。

应用相关:在现实生活中我们所看到的最多的实时操作系统运用相关的是:汽车的驾驶实时操作系统,其中又主要与它的定位实时跟踪系统和实时节能系统最为突出。

在定位实时跟踪系统中的智能GPS定位能够让驾驶人员实时掌握自己的行驶方向,这样能够在最短的时间内到达目的地。

其次,在图像采集和处理过程中,我们需要精确测试针,这同样需要很高的及时操作,比如10ms/针。

(4)实时操作系统的结构实时操作系统主要是在微内核基础上的层次化机构,应用程序主要指各种面向具体应用的背景的软件系统。

另外RTEMS提供了标准的应用组件库,它是将RTEMS的功能扩展至新的运用领域而形成的标准模块;同时由于RTEMS支持丰富的网络协议,因此标准组件库还包含了较多的网络模块。

RTEMS系统结构图对应其中的存储器部分我以冯.诺依曼体系结构作为图解:冯.诺依曼体系结构图通常实时软件体系结构:如嵌入式软件体系结构分为四层,如下图所示:RTEMS管理器板级支持包(BSP):BSP也叫设备驱动层,它是把操作系统与具体的硬件平台隔离开来,也就是说,在BSP中,把所有与硬件相关的代码封装起来,并向上提供一个虚拟的硬件平台,而实时操作系统就运行在这个虚拟的平台上。

(5)实时操作系统的任务实时操作系统的任务其实总结起来就是一种调度机制。

如何能够更好的处理事务,从而在最短的时间内达到我们的期望,这就是事实操作系统需要完成的任务。

而在完成任务过程中最主要的又是实时操作系统的调度算法,一个好的实时操作系统必须具备多种优秀的调度机制。

在当今计算机高速发展的时代,传统的单击操作任务处理系统已经不能够满足时代发展的需要,实时多任务操作系统将成为本世纪的主流。

实时多任务操作系统,以分时方式运行多个任务,看上去好象是多个任务“同时”运行。

任务之间的切换应当以优先级为根据,只有优先服务方式的RTOS才是真正的实时操作系统,时间分片方式和协作方式的RTOS并不是真正的“实时”。

其RTOS的主要功能模块有调度和中断处理(为了优化用汇编编写),任务管理,事件管理,定时器管理,报文管理,循环队列管理,资源管理,固定存储块管理,规范的UART管理,自动掉电管理。

这些也是标准的RTOS所应具有的基本功能。

总结起来多任务实时操作系统的主要任务就是在同一时刻,进行多个操作(输入多个指令,由实时操作系统的多线程机制同时处理多个任务),在一定的时间内输出多个操作结果。

多任务层次结构图1.2、实时操作系统的特征1)高精度计时系统(时间约束性)计时精度是影响实时性的一个重要因素。

在实时应用系统中,经常需要精确确定实时地操作某个设备或执行某个任务,或精确的计算一个时间函数。

这些不仅依赖于一些硬件提供的时钟精度,也依赖于实时操作系统实现的高精度计时功能。

其中包括硬实时和软实时,硬实时是任务必须在规定的时间之内完成,否则将影响结果的精确性,但是软实时则是没有强制规定必须再规定的时间内完成任务,也就是我们所说的时间约束性不是很强。

2)多级中断机制(及时性)一个实时应用系统通常需要处理多种外部信息或事件,但处理的紧迫程度有轻重缓急之分。

有的必须立即做出反应,有的则可以延后处理。

因此,需要建立多级中断嵌套处理机制,以确保对紧迫程度较高的实时事件进行及时响应和处理。

这就是一个响应时间即:及时性的特点,响应时间越短我们所得到的数据就越精确,越接近最优结果。

3)实时调度机制实时操作系统不仅要及时响应实时事件中断,同时也要及时调度运行实时任务。

但是,处理机调度并不能随心所欲的进行,因为涉及到两个进程之间的切换,只能在确保“安全切换”的时间点上进行,实时调度机制包括两个方面,一是在调度策略和算法上保证优先调度实时任务;二是建立更多“安全切换”时间点,保证及时调度实时任务。

4)可预测性和可靠性可预测性是指系统能够对实时任务的执行时间进行判断,确定是否能够满足任务的时限要求。

由于实时系统对时间约束要求的严格性,使可预测性成为实时操作系统的一项重要性能要求。

可靠性是在一些重要的实时应用中,为确保减少任何不可靠因素和计算机的微小故障,或某些特定强实时任务超过时限的问题的出现,从而减少那些难以预测的后果,所以可靠性的实时操作系统中非常的重要。

二、实时操作系统的流水线操作2.1、流水线操作以及流水线操作与实时操作的关系流水线操作:所谓的流水线操作就是指将每条指令分解为多步,并让各步操作重叠,从而实现几条指令并行处理的技术。

程序中的指令仍是一条条顺序执行,但可以预先取若干条指令,并在当前指令尚未执行完时,提前启动后续指令的另一些操作步骤。

一般的三级流水线操作为:取指、译码、执行。

流水线操作与实时操作系统有着非常紧密的联系,通常现在我们所说的实时操作系统都是多任务实时操作系统,所谓的多任务实时操作就是在同一时间可以同时执行多个指令,而互不干扰。

在今天多任务实时操作系统已成为一种必须,那么这种系统必须实现多线程机制,然而多线程的实现就必须使用流水线操作。

流水线操作不但能够提高实时操作系统的性能,而且能过大大提高计算机的计算速度,满足当代大量数据处理等实质性操作的需要。

通常流水线操作有两种结构,冯.诺依曼结构和哈佛结构。

冯.诺依曼结构是将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的结构,但是哈佛结构则是一种将程序指令存储器和数据存储器分开的存储结构。

两中结构的体系图如下所示:冯.诺依曼体系结构图哈佛体系结构图2.2、高速缓冲存储器的特点以及与实时操作系统的关系高速缓冲存储器:是存在于主存与CPU之间的一级存储器,由静态存储芯片(SRAM)组成,容量比较小但速度比主存高得多,接近于CPU的速度。

主要由三大部分组成:Cache存储体、地址转换部件、替换部件。

高速缓冲存储器的容量一般只有主存储器的几百分之一,但它的存取速度能与中央处理器相匹配。

根据程序局部性原理,正在使用的主存储器某一单元邻近的那些单元将被用到的可能性很大。

因而,当中央处理器存取主存储器某一单元时,计算机硬件就自动地将包括该单元在内的那一组单元内容调入高速缓冲存储器,中央处理器即将存取的主存储器单元很可能就在刚刚调入到高速缓冲存储器的那一组单元内。

于是,中央处理器就可以直接对高速缓冲存储器进行存取。

在整个处理过程中,如果中央处理器绝大多数存取主存储器的操作能为存取高速缓冲存储器所代替,计算机系统处理速度就能显著提高。

由于高速缓冲存储器有如上的特点,这些特点和实时操作系统的及时性(在很快的时间之内做出反应)吻合,所以一个实时性很好的实时操作系统必须配置高速缓冲存储器,这样实时操作系统的性能才能很好的体现。

三、实时操作系统的任务分配与调度策略实时操作系统的任务分配机制其实就是一种任务调度策略,一个好的实时系统必须具有优秀的调度算法作为基础,下面我主要就两种调度机制作为介绍:单调速率调度算法(短周期优先算法)和时间片轮转算法。

短周期优先算法:短周期优先算法又名短作业调度算法,是从后备队列中选择一个或者若干个估计运行时间最短的作业,将他们调入内存运行。

而短进程优先调度算法则是从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程,将处理机分配给它,使它立即执行并一直执行到完成,或者发生某事件而被阻塞放弃处理机时再重新调度。

时间片轮转法:系统将所有的就绪进程按先来先服务的原则排成一个队列,每次调度时,把CPU分配给队首进程,并令其执行一个时间片。

当执行的时间片用完时,由一个计时器发出时钟中断请求,调度程序便据此信号来停止该进程的执行,并将它送往就绪队列的队尾;然后,再把处理机分配给就绪队列中的新的队首进程,同时也让它执行一个时间片。

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