第1讲操作系统概要(东北大学嵌入式实时操作系统).ppt

什么是嵌入式系统：来自IEEE的定义：“Embedded system is devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants”. ——IEEE 上述定义主要从应用上加以定义。可以看出：嵌入式系统是软硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。 嵌入式系统是一种应用系统，它至少包含一个可编程的计算机（通常是某种形式的微控制器、微处理器或数字信号处理芯片（DSP））且使用该系统的人一般并未意识到该系统是基于计算机的。 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” 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部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。 可以从以下几个方面来理解国内对嵌入式系统的定义： 嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，它必须与具体应用相结合才会具有生命力、才更具有优势。即嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。 嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术以及各个行业的具体应用相结合后的产物。这就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。所以，介入嵌入式系统行业，必须有一个正确的定位。例如 Palm OS之所以在PDA领域占有70％以上的市场，就是因为其立足于个人电子消费品，着重发展图形界面和多任务管理； 而风河的vxWorks之所以在火星车上得以应用，则是因为其高实时性和高可靠性。 嵌入式系统必须根据应用需求可对软硬件进行裁剪，满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。所以，如果能建立相对通用的软硬件基础，然后在其上开发出适应各种需要的系统，是一个比较好的发展模式。目前的嵌入式系统的核心往往是一个只有几KB到几十KB的微内核，需要根据实际的使用进行功能扩展或者裁减，但是由于微内核的存在，使得这种扩展能够非常顺利地进行。 同时还应该看到，嵌入式系统本身还是一个外延极广的名词。凡是与产品结合在一起的具有嵌入式特点的控制系统都可以叫嵌入式系统，而且有时很难给它下一个准确的定义。 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作出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的嵌入式操作系统。? 当 嵌入式实时操作系统μC\OS-Ⅱ 作者：[美]Jean J.Labrosse/著; 译者：邵贝贝 等 出版社：北京航天航空大学出版社 ISBN：9787810772907 * * CH1-0 * CH-3 * CH-2 * CH1-10 * * * * * * * 例2，若内存中能装入两道程序并同时启动运行，不但可充分利用内存资源，当一道程序等待I/O完成时，可让另一道程序占有CPU运行，使得I/O设备和CPU同时保持忙碌，这类高效的工作方式，需要解决许多技术问题，这只有靠操作系统来做。 例3，三个需要打印输出信息的应用程序在同时运行，打印机上三个程序的输出结果会交错夹杂、混乱不堪。一种解决方案：程序输出时，先把各自的结果存在磁盘上 ，等到某程序生成的输出全部存入后，才启动打印机输出，消除了杂乱无章的局面，这种做法只有操作系统才办得到。 也有人将操作系统定义为：是能使诸用户有效、方便地共享一套计算机系统资源的一种系统软件。 操作系统的重要任务之一(1) 对资源进行抽象研究，找出各种资源共性和个性，有序地管理计算机中的硬件、软件资源，跟踪资源使用情况，监视资源的状态，满足用户对资源的需求，协调各程序对资源的使用冲突； 操作系统的重要任务之一(2) 研究使用资源的统一方法，让用户简单、有效的使用资源，最大限度地实现各类资源的共享，提高资源利用率，从而，使得计算机系统的效率有很大提高。 处理机管理 存储管理 设备管理 文件管理 网络与通信管理 用户接口 ?处理器管理的第一项工作是处理中断事件， ?处理器管理的第二项工作是处理器调度。 处理器管理具体包括： 进程控制和管理 进程同步和互斥 进程通信和死锁 线程控制和管理 处理器调度，分作业调度，中 程调 度，低级调度等 存储管理具有四大功能： ?存储分配 ?存储共享 ?地址转换与存储保护 ?存储扩充 设备管理具有以下功能： 设备分配 缓冲管理????? 设备驱动 设备独立性 实现虚拟设备 文件管理要完成以下任务： 提供文件逻辑组织方法