1、第一章 (二) 实时操作系统的基本概念,2.1实时系统及其特点,2.1.1什么是实时系统,如果一个系统能及时响应外部事件的请求,并能在规定的时间内完成对事件的处理,这种系统称实时系统.对实时系统的两个基本要求:1.实时系统的计算必须产生正确的结果,称为逻辑或功能正确.2.实时系统的计算必须在预定的时间内完成.称为时间正确.,2.1.2实时系统的特点,1.实时任务具有确切的完成时限. 必须在有限的时间内完成的任务称实时任务. 用来完成实时任务的系统称实时系统.相对来说,如果系统完成任务的期限要求不十分严格,这种系统称软实时系统.,2.实时任务的活动是不可逆的3.实时任务大多数由外部事件激活的,2
2、.2计算机实时操作系统,2.2.1实时操作系统1.实时操作系统必须是多任务系统2.实时操作系统内核应该是可剥夺型的3.进程调度的延时可预测并尽可能小4.系统提供的服务时间可预知5.中断延时尽可能小,可剥夺式:当一个进程正在被处理器所运行时,其他就绪进程可以按照事先规定的规定的规则,强行剥夺正在运行进程的处理器使用权,而使自己获得处理器使用权并得以运行,2.2.3实时调度,.实时操作系统的调度器必须采用基于优先级的调度算法.两种类型:1.静态优先级调度算法2.动态优先级调度算法,1.单调速率RM（Rate-Monotonic)算法 属于静态算法,主要是用来处理周期性实时进程的，它根据进程执行周期
3、的长短来决定进程的优先级别。进程优先级别公式：式中：prio为进程的优先级别；k为比例系数； T为进程的周期,例21 一个事件发生周期为T200ms，一般需要运行50ms才完毕。试按RM算法确定该进程的优先级别prio答：如果取k=1,根据T=200ms=0.2S,则结果：prio=5,2.截止期限最早优先算法 该算法认为，进程截止期限越近，则该进程紧急程度越高。因此，在确定系统中进程优先级别时是按照进程截止期限的远近来确定的，在具体实现时也按照优先级来排队。,Da,Db,Dc,进程A运行,进程B运行,进程C运行,t1,0,t,3.可达截止期限最早优先算法 在调度时，先观察所有被激活的进程里是
4、否有进程在该进程的截止期限内干不完的事情，如果有，那么这种进程就不运行了，而去运行那些能把工作做完的进程判断进程是否有可能超出截止期限的算法如下：式中：D为进程的截止期限；t1为系统当前时间； E为设计时估算的时间；d为进程的截止裕度,2.2.4实时进程的可调度性,实时进程的可调度性是指多个实时进程是否可经过适当的调度使它们都能正确地完成工作。对于RM算法，若满足下列条件：则这个进程集被称为可调度的。式中：C为若干个进程的周期；P为它们任务所需的时间,例22 假如有三个同时发生的周期型进程；进程1，进程2，进程3，周期分别为P1=70ms,P2=80ms,P3=30ms,它们完成任务的时间分别
5、为：C1=20ms,C2=15ms,C3=10ms。试判断该进程是否为可调度的。答：不满足公式要求，所以三个进程是不可调度的,对于截止期优先算法或最小裕度算法，若满足下列条件：则这个进程集被称为可调度的。式中：C为若干个进程的周期；P为它们任务所需的时间,例23 假如有三个同时发生的周期型进程；进程1，进程2，进程3，周期分别为P1=70ms,P2=80ms,P3=30ms,它们完成任务的时间分别为：C1=20ms,C2=15ms,C3=10ms。试判断该进程是否为可调度的。答：满足公式要求，所以三个进程是可调度的,2.2.5实时系统的时钟,1.实时时钟在系统中的重要意义.在按时间片实施调度的实时系统中,时钟中断控制进程调度,实现并发运行.在每次中断服务程序中,通过时钟对进程状态进行切换处理.,2.实时时钟的精度,2.2.6实时系统的存储管理,.一般不采用硬盘.随机读写存储器RAM.闪存(Flash Memory).逻辑磁盘(RAMDisk)例如U盘,CF卡,SD卡,等.,CPU寄存器组,随机读写存储器(RAM),程序存储器(闪存),逻辑磁盘(U盘,CF卡,SD卡,闪存IDE盘等),单片机,2.2.7实时系统与普通系统的比较,.,小结,.实时系统.实时系统的基本要求:1.功能正确2.时间正确.实时操作系统,
