随着微电子技术、软件技术的飞速发展 ,嵌入式系统广泛应用于生物医学仪器、智能汽车、通信设备、网络设备、仪器仪表、手持设备等领域 ,成为当前研究与应用的热点。按照系统对时间限制的满足程度 ,实时系统可分为硬实时(Hard Real Time)系统和软实时 ( Soft
Real Time)系统。硬实时系统是指那些对每个任务调度时间要求非常严格的系统 ,如果不满足时间限制的要求 ,则会对系统带来毁灭性的后果。软实时系统是指那些对每个任务调度时间要求不是很严格的系统 ,即使超过了时间限制的要求 ,也不会对系统带来毁灭性的后果。
ERTOS简介:
(1)μC /OS2Ⅱ
μC/OS2Ⅱ是一个著名的、源码公开的、抢占式的多任务实时内核 ,由美国嵌入式系统专家 Jean J. Labrosse用 C语言编写 ,专门为嵌入式应用设计的 ,现由 M icrium公司开发维护。μC/OS2Ⅱ的源代码可供学习免费使用 ,但是使用 μC /OS2Ⅱ的产品需要购买产品生产授权。μC /OS2Ⅱ由 60多个系统调用 ,包括任务、时间、信号量、互斥型信号量、事件标志组、邮箱、队列和内存等管理功能。μC /OS2Ⅱ中断处理 ,在四种 ERTOS中是最简单的。一个中断向量上只能挂一个中断服务子程序 ISR,而且用户代码必须都在 ISR中完成 ,
ISR做的事情比较多 ,中断延时相对较长。系统提供两个函数 OSIntEnter( )和 OSIntExit( )用来进行中断管理。OSIntEnter()通知内核即将开始 ISR,使内核可以跟踪中断嵌套 ,最大嵌套深度为 255。在 ISR的末尾 ,使用 OSInt2Exit()判断中断是否已经脱离了所有的中断嵌套。如果脱离了中断嵌套 ,内核函数需要判断是否有更高优先级的任务进入就绪状态 ,如果有系统要让更高优先级的任务进入就绪状态。在这种情况下 ,中断要返回到更高优先级的任务 ,而不是被中断了的任务 ,因而中断恢复时间要稍长一些。
第一次作业（Assignment-1）
1.1 What are the three main purposes of an operating system?
1)环境提供者，为计算机用户提供一个环境，使得能够在计算机硬件上方便、高效的执行程序
2)资源分配者，为解决问题按需分配计算机的资源，资源分配需尽可能公平、高效
3)控制程序
监控用户程序的执行，防止出错和对计算机的不正当使用
管理I/O设备的运行和控制
1.3 What is the main advantage of multiprogramming?
1)高效地使用CPU，通过重叠来自不同用户对CPU和I/O设备的需求
2)增加CPU的利用，设法让CPU执行有意义的指令
1.10 What is the main difficulty that a programmer must overcome in writing an operating
system for a real-time environment?
主要的困难是保持在操作系统内固定时间约束的实时系统。如果系统不能在一定的时间范围内完成一项任务，它可能会导致整个系统的运行故障。因此，写一个实时系统的操作系统时，作者必须确保其调度方案不允许响应时间超过时间限制。个人电脑时最好的工作是小到可以合理执行它时的表现足以执行程序到用户的满意。
第二次作业（Assignment-2）
2.3 What are the differences between a trap and an interrupt? What is the use of each
function?
1)An interrupt是硬件产生的系统内的流的改变
2)A trap是软件产生的“中断”。
3)interrupt可以被I/O用来产生完成的信号，从而避免CPU对设备的轮询
4)A trap可以用来调用OS的例程或者捕获算术错误
操作系统第四章作业
操作系统第四章作业
一、引言
本章主要介绍操作系统中的进程管理和调度。进程是指计算机中正在运行的程序的实例，进程管理是操作系统的基本功能之一。通过对进程的管理和调度，操作系统能够实现对计算机资源的合理分配和利用，提高系统的性能和效率。
二、进程管理
⒈进程的概念
进程是计算机中正在运行的程序的实例。每个进程都有自己的地质空间、代码、数据和控制信息。
⒉进程的状态
进程可以处于多种状态，包括就绪、运行、阻塞和终止等状态。不同状态之间的转换由操作系统进行管理。
⒊进程的创建
进程的创建是指操作系统通过执行特定的系统调用来创建一个新的进程。新进程将继承父进程的一些资源和属性。
⒋进程的终止 进程的终止是指进程执行完毕或者被强制终止。在进程终止时，操作系统需要回收分配给进程的资源。
⒌进程的通信
进程之间可以通过各种方式进行通信，包括共享内存、消息传递、管道、信号和套接字等。
三、进程调度
⒈调度的概念
调度是指操作系统根据一定的策略和算法，决定将哪个进程分配给CPU执行。调度算法的选择影响着系统的响应速度和吞吐量。
⒉调度的策略
常见的调度策略包括先来先服务调度、最短作业优先调度、时间片轮转调度和优先级调度等。
⒊调度的算法
常用的调度算法包括FCFS算法、SJF算法、RR算法和优先级调度算法等。每种算法都有其特点和适用范围。
四、附件
本文档无附件。
五、法律名词及注释 ⒈进程：指计算机中正在运行的程序的实例。
⒉系统调用：指操作系统提供给用户程序的接口，用于访问操作系统的功能和资源。
⒊共享内存：指多个进程共同使用同一块内存区域。
⒋消息传递：指进程之间通过发送和接收消息来进行通信的机制。
⒌管道：指进程之间通过管道进行单向数据传输的机制。
⒍信号：指操作系统向进程发送的一种通知，用于通知进程发生了某个事件。
⒎套接字：指进程之间通过套接字进行双向数据传输的机制。
1 《操作系统》作业及参考答案-20130403
1. 分别化简如下三个图所示的资源分配图，并判断系统中是否存在死锁。
（图1）
（图2）
（图3）
参考答案：
图1—不可完全简化，有死锁存在；图2和图3可完全简化，没有死锁存在。
2. 可采用哪几种方式将程序装入内存？它们分别适用于何种场合？
参考答案：
首先由编译程序将用户源代码编译成若干目标模块，再由链接程序将编译后形成的目标P1 P2
P3
P4 R1
R2 R3 2 模块和所需的库函数链接在一起，组成一个装入模块，再由装入程序将装入模块装入内存；
装入模块的方式有：绝对装入方式、可重定位方式和动态运行时装入方式；
绝对装入方式适用于单道程序环境下；可重定位方式适用于多道程序环境下；动态运行时装入方式也适用于多道程序环境下。
3. 什么叫静态链接、装入时动态链接和运行时的动态链接？
参考答案：
静态链接是指事先进行链接形成一个完整的装入模块，以后不再拆开的链接方式；装入时动态链接是指目标模块在装入内存时，边装入边链接的链接方式；运行时的动态链接是将某些目标模块的链接推迟到执行时才进行。
4. 什么叫重定位？有哪几种重定位方式？
参考答案：
由于一个作业装入到与其地址空间不一致的存储空间所引起的需要对其有关地址部分进行调整的过程就称为重定位（实质是一个地址变换过程/地址映射）。
重定位可以分为静态重定位和动态重定位。
5. 为什么要引入动态重定位？如何实现？
参考答案：
为了在程序执行过程中，每当访问指令或数据时，将要访问的程序或数据的逻辑地址转换成物理地址，引入了动态重定位。
动态重定位的实现：可在系统中增加一个重定位寄存器，用它来存放程序在内存中的起始地址，程序在执行时，真正访问的内存地址是相对地址与重定位寄存器中的地址相加而形成的，从而实现动态重定位。
6. 有作业序列：作业A要求18KB，作业B要求25KB，作业C要求30KB。初始内存分配情况如下图所示，问首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法中哪些能满足该作业序列的分配？并写出判断的过程。
