第五章嵌入式系统进程管理

Linux进程调度策略及内存管理机制摘要:内存是Linux内核所管理的最重要的资源之一，内存管理系统是操作系统中最为重要的部分。

对于Linux的初学者来说，熟悉Linux的内存管理非常重要。

进程是运行于虚拟地址空间的一个程序。

可以说，任何在Linux系统下运行的程序都是进程。

Linux系统中包括交互进程和批处理进程。

交互进程是由Shell控制和运行的，既可以在前台运行，也可以在后台运行。

批处理进程不属于某个终端，被提交到一个队列中以便顺序执行。

大多数的进程都需要虚拟内存。

Linux进程中最知名的属性就是它的进程号（Process Identity Number，PID）以其父进程号（Parent Process ID，PPID）。

PID、PPID都是非零正整数。

一个PID唯一地标识一个进程。

一个进程创建新进程称为创建了子进程（Child Process），创建子进程的进程称为父进程。

所有进程追溯其祖先最终都会落到进程号为1的进程身上，这个进程叫做init进程，是内核自举后第一个启动的进程。

Init进程的作用是扮演终结父进程的角色。

因为init进程永远不会被终止，所以系统总是确信它的存在，并在必要时以它为参照。

如果某个进程在它衍生出来的全部子进程结束之前被终止，就会出现必须以init为参照的情况。

此时那些失去了父进程的子进程就都会以init作为其父进程。

通过执行ps-af命令，可以列出许多父进程ID为1的进程。

Linux提供了一条pstree命令，允许用户查看系统内正在运行的各个进程之间的继承关系。

直接在命令行输入pstree，程序会以树状结构方式列出系统中正在运行的各进程之间的继承关系。

关键词:linux; 进程调度；调度策略；内存管理Linux kernel process scheduling and memory management Abstract:Linux kernel memory is managed by one of the most important resources, memory management system is the most important part of the operating system. For Linux beginners to be familiar with Linux's memory management is very important.Linux kernel memory is managed by one of the most important resources, memory management system is the most important part of the operating system. For Linux beginners to be familiar with Linux is memory management is very important.Process is running on a virtual address space of a program. Can be said that any program running under Linux system is the process. Linux system, including the interactive process and the batch process. Interactive process is controlled and run by the Shell, both running in the foreground, you can also run in the background. Batch process does not belong to a terminal, to be submitted to a queue for order execution. Most of the process requires virtual memory bstract .Linux is best-known properties of the process is its process ID (Process Identity Number, PID) to the parent process ID (Parent Process ID, PPID). PID, PPID is non-zero positive integer. A PID uniquely identifies a process. Create a new process, a process known as creating a child process (Child Process), the process of creating the child process is called parent. All processes will eventually fall back to their ancestral process of the process number 1, the body, this process is called init process is the kernel bootstrap process started after the first. Init process is playing the role of the end of the role of the parent process. Because the init process is never terminated, so the system is always convinced that it exists, and, where necessary to it as a reference. If a process in which all derived from the child process is terminated before the end, there will have to init for the reference situation. At this point those who have lost a parent on the child process to init as the parent process will be. Through the implementation of the ps-af command, you can list a number of parent process ID as a process. Linux provides a pstree command, allowing users to view system and each process is running between the inheritance. Directly on the command line input pstree, procedures will be listed in the system tree structure means the process of running the inheritance relationship between.Key words:linux; Process scheduling; Scheduling strategy; Memory management内存是Linux内核所管理的最重要的资源之一，内存管理系统是操作系统中最为重要的部分。

第一章思考与练习1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。

答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒2、什么叫嵌入式系统嵌入式系统：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

3、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)嵌入式片上系统(System On Chip)4、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。

其次，提高了开发效率，缩短了开发周期。

再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了32 位CPU 的多任务潜力。

第二章1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段？各自的具体任务是什么？项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目4 个阶段。

识别需求阶段的主要任务是确认需求，分析投资收益比，研究项目的可行性，分析厂商所应具备的条件。

提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。

执行项目阶段细化目标，制定工作计划，协调人力和其他资源；定期监控进展，分析项目偏差，采取必要措施以实现目标。

结束项目阶段主要包括移交工作成果，帮助客户实现商务目标；系统交接给维护人员；结清各种款项。

2、为何要进行风险分析？嵌入式项目主要有哪些方面的风险？在一个项目中，有许多的因素会影响到项目进行，因此在项目进行的初期，在客户和开发团队都还未投入大量资源之前，风险的评估可以用来预估项目进行可能会遭遇的难题。

需求风险；时间风险；资金风险；项目管理风险3、何谓系统规范？制定系统规范的目的是什么？规格制定阶段的目的在于将客户的需求，由模糊的描述，转换成有意义的量化数据。

操作系统第四版课后习题答案操作系统第四版课后习题答案在学习操作系统的过程中，课后习题是巩固知识的重要环节。

本文将为大家提供操作系统第四版课后习题的答案，帮助大家更好地理解和掌握相关知识。

第一章引论1. 操作系统的定义是什么？答：操作系统是计算机系统中的一个软件，它管理和控制计算机硬件资源，为用户和应用程序提供一个简单、一致的接口。

2. 操作系统的主要功能有哪些？答：操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理、设备管理和用户接口等。

3. 解释并区分多道程序和多任务操作系统。

答：多道程序操作系统是指能够同时运行多个程序的操作系统，通过时间片轮转的方式实现程序的并发执行。

而多任务操作系统是指能够同时运行多个任务的操作系统，任务之间可以是并行执行的。

第二章进程管理1. 进程和程序的区别是什么？答：进程是程序在执行过程中的实体，包括程序计数器、寄存器和栈等，而程序是存储在磁盘上的可执行文件。

2. 什么是进程控制块（PCB）？答：进程控制块是操作系统中用来管理和控制进程的数据结构，包括进程的标识符、状态、优先级、程序计数器和寄存器等信息。

3. 进程的状态有哪些？答：进程的状态包括就绪状态、运行状态和阻塞状态。

第三章内存管理1. 什么是虚拟内存？答：虚拟内存是一种扩展内存的技术，将磁盘空间作为辅助内存来扩展物理内存的容量。

2. 什么是页面置换算法？答：页面置换算法是用于虚拟内存管理中的一种算法，当物理内存不足时，根据一定的策略选择一个页面将其从内存中置换出去，以便为新的页面腾出空间。

3. 什么是内存分配算法？答：内存分配算法是用于管理和分配内存的一种算法，包括连续分配、非连续分配和分段分页等。

第四章文件系统管理1. 文件系统的作用是什么？答：文件系统是操作系统中用于管理和组织文件的一种机制，它提供了对文件的创建、读写、删除等操作。

2. 什么是文件控制块（FCB）？答：文件控制块是操作系统中用于管理文件的数据结构，包括文件的属性、位置、大小和权限等信息。

嵌入式实时操作系统中任务管理的考点示例文章篇一：《嵌入式实时操作系统中任务管理的考点，我来告诉你！》嘿，小伙伴们！今天我想跟你们聊聊一个超酷但也有点难的东西——嵌入式实时操作系统中的任务管理考点。

你们可别一听就觉得头疼，跟着我，就像在冒险一样，可有趣啦。

我先说说啥是嵌入式实时操作系统吧。

就好比一个超级智能的小管家，住在那些小小的电子设备里，像我们的智能手表啦，汽车里控制各种功能的小电脑啦。

这个小管家要管好多事情，任务管理就是它的一个超级重要的工作。

那任务管理都管啥呢？这就像我们在学校里，老师要管理我们学生一样。

任务就像是一个个学生，每个任务都有自己要做的事儿。

比如说，在智能手表里，有个任务是显示时间，还有个任务可能是记录我们走的步数。

这些任务都不能乱，得按照一定的顺序和规则来运行。

第一个考点呀，就是任务的状态。

这就像我们的心情一样有好几种状态呢。

有就绪状态，就好比我们在课间休息好了，准备好上下一节课了，任务在这个状态就是等着被执行。

还有运行状态，这就像我们正在上课，这个任务正在做它该做的事情呢。

再有就是阻塞状态，这可就像我们被老师罚站啦，不能做自己的事儿，比如说任务在等某个资源，像等传感器传来数据，它就得停在那儿，等数据到了才能继续。

我就想啊，任务在阻塞状态的时候是不是也像我们被罚站的时候一样着急呢？再说说任务的优先级吧。

这就像在我们班级里，有的同学的事情比较紧急，得先处理。

在任务管理里，优先级高的任务就会先被执行。

比如说，在汽车的控制系统里，如果有个任务是检测刹车信号，那这个任务的优先级肯定很高，因为要是不先处理这个，车就可能出大问题啦。

那怎么确定优先级呢？这就有好多方法啦。

有的是根据任务的紧急程度来定，有的是根据任务的重要性。

我就在想，如果任务会说话，优先级低的任务会不会对优先级高的任务说：“你先走吧，你比较重要。

”就像我们有时候会让着急的同学先去做事情一样呢。

任务的调度算法也是一个大考点哦。

第一章嵌入式系统导论1、RTOS指的是什么？嵌入式系统的定义是什么？P2RTOS指的是嵌入式实时操作系统（Real Time Operating System）。

嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

2、按嵌入式软件结构分类，嵌入式系统可分为哪几类？P9循环轮询系统、前后台系统、单处理器多任务系统、多处理器多任务系统第三章嵌入式软件系统1、什么是“零拷贝”（零复制）技术？P71-72所谓“零拷贝”技术，是指TCP/IP协议栈没有用于各层间数据传递的缓冲区，协议栈各层间传递的都是数据指针，只有当数据最终要被驱动程序发送出去或是被应用程序取走时，才进行真正的数据搬移。

2、（并发，多任务多操作系统）目前操作系统的体系结构有哪些？单块结构、层次结构、客户/服务器（微内核）结构。

第四章嵌入式实时内核基础1、中断响应时间、中断延迟时间的概念是什么？什么是响应性？P126、P124、P94中断响应时间是指从中断发生到开始执行用户中断服务程序的第一条指令之间的时间。

中断延迟时间是指从中断发生到系统获知中断，并且开始执行中断服务程序所需要的最大滞后时间。

响应性是指识别外部事件，并服务该事件。

中断延迟时间=最大关中断时间+中断嵌套时间+硬件开始处理中断到开始执行ISR第一条指令之间的时间最大关中断时间=MAX[MAX(内核关中断时间)，MAX（应用关中断时间）]中断响应时间=中断延迟+保存CPU内部寄存器的时间中断响应时间（抢占式调度）=中断延迟+保存CPU内部寄存器的时间+内核中断服务程序入口函数的执行时间2、可抢占内核与抢占式调度的概念分别是什么？P97可抢占内核：即使正在执行的是内核服务函数，也能响应中断，并且中断服务程序退出时能进行任务重新调度。

如果有优先级更高的任务就绪，就立即让高优先级任务运行，不要求回到被中断的任务，将未完成的系统调用执行完。

1、嵌入式实时操作系统简介1．1英文名Embedded Real-time Operation System，简写为RTOS。

1.2.1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。

（注：在工业控制、军事设备、航空航天等领域对系统的响应时间有苛刻的要求，这就需要使用实时系统。

我们常常说的嵌入式操作系统都是嵌入式实时操作系统。

比如μC/OS-II、eCOS和Linux。

故对嵌入式实时操作系统的理解应该建立在对嵌入式系统的理解之上加入对响应时间的要求。

）1.2.2 IEEE定义：嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。

1.2.3一般定义：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗格要求的专用计算机系统。

1 . 3分类：VxWorks，uC/OS-Ⅱ，uClinux，eCos，RTXC等。

2、嵌入式实时操作系统的任务管理2．1 任务管理：是嵌入式实时操作系统的核心和灵魂，决定了操作系统的实时性能。

它通常包含优先级设置、多任务调度机制和时间确定性等部分。

2.1.1 优先级设置：嵌入式操作系统支持多任务，每个任务都具有优先级，任务越重要，赋予的优先级应越高。

优先级的设置分为静态优先级和动态优先级两种。

静态优先级指的是每个任务在运行前都被赋予一个优先级，而且这个优先级在系统运行期间是不能改变的；动态优先级则是指每个任务的优先级(特别是应用程序的优先级)在系统运行时可以动态地改变。

2.1.2 多任务调度机制：任务调度主要是协调任务对计算机系统资源的争夺使用。

对系统资源非常匮乏的嵌入式系统来说，任务调度尤为重要，它直接影响到系统的实时性能。

通常，多任务调度机制分为基于优先级抢占式调度和时间片轮转调度。

（1）基于优先级抢占式调度：系统中每个任务都有一个优先级，核总是将CPU分配给处于就绪态的优先级最高的任务运行。