CPU調(diào)度可視化研究.pdf

1、Linux操作系統(tǒng)以其自由精神和源代碼的公開性而為人們稱贊。在短短的十幾年時間里，它已具備了強大的生命力。穩(wěn)定性、靈活性、多任務(wù)、多用戶的交互能力、良好的用戶界面、獨立的設(shè)備性、豐富的網(wǎng)絡(luò)功能及良好的可移植性鑄就Linux在當(dāng)今操作系統(tǒng)領(lǐng)域的地位。進程管理處于操作系統(tǒng)的核心位置，以其復(fù)雜抽象性加大了學(xué)習(xí)研究的難度。進程調(diào)度的復(fù)雜性很強，加大了學(xué)生的理解難度。在操作系統(tǒng)教學(xué)過程中，學(xué)生要面對的正是這諸多的復(fù)雜的問題，純理論的講解既枯燥又繁

2、瑣，要入門是不容易的。那么，如何解決這一抽象性問題，在學(xué)生面前展現(xiàn)一幅幅生動的進程運行畫面，讓學(xué)生清晰地了解這一過程就變的很有意義。
　　 針對復(fù)雜而又抽象的理論講解，如果能將可視化技術(shù)引入到操作系統(tǒng)的教學(xué)當(dāng)中，就將起到事半功倍的效果。而如今的可視化技術(shù)已經(jīng)取得了令人矚目的成就。它利用圖形圖像的相關(guān)理論技術(shù)，將復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為人們易于理解的圖形圖像，極大地提高了人們的認知能力，變復(fù)雜為生動簡單?？梢暬夹g(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也是非常廣

3、泛的，包括醫(yī)學(xué)影像、地理信息系統(tǒng)、教育等。在教學(xué)網(wǎng)絡(luò)多媒體方面的應(yīng)用更多，如flash動畫的制作。正是通過這種點、線、面的接合，通過動畫的形式來展現(xiàn)一個個復(fù)雜的過程。將可視化技術(shù)引入操作系統(tǒng)教學(xué)系統(tǒng)中，必將降低講解難度，提高學(xué)生接受程度。
　　 針對操作系統(tǒng)的核心---進程，通過可視化的方法來展現(xiàn)操作系統(tǒng)的重點與難點——進程調(diào)度過程，就是本文的研究重點。本文以Linux系統(tǒng)下，進程調(diào)度過程的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源，在windows系統(tǒng)下

4、對這些數(shù)據(jù)進行處理及可視化操作等，通過動畫的形式，以滯后的方式再現(xiàn)Linux操作系統(tǒng)進程調(diào)度過程，做到形象生動易于理解。主要研究內(nèi)容包括:
　　 1、從Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核源碼出發(fā)，理解進程調(diào)度相關(guān)過程，明確與進程調(diào)度相關(guān)的數(shù)據(jù)的意義。
　　 2、深入學(xué)習(xí)Ftrace工具，主要研究sched_switch和irqsoff跟蹤器的源碼。對跟蹤器源碼進行修改，重新編譯進內(nèi)核。最終提取完整的、針對linux系統(tǒng)的進程運行數(shù)據(jù)

5、，做到涵蓋所有進程狀態(tài)。
　　 3、對于從Linux系統(tǒng)進程運行中所獲取的數(shù)據(jù)，在windows系統(tǒng)下進行預(yù)處理，去除冗余和非必要的信息。保留原數(shù)據(jù)的的真實性，對時間進行滯后處理。對預(yù)處理過的數(shù)據(jù)進行嚴格的格式定義，確保指令的一致性與可操作性。
　　 4、對處理好的數(shù)據(jù)進行可視化操作，包括cpu、隊列、時間片、計時器、中斷等的圖形圖像設(shè)計，同時還要考慮到動畫的設(shè)計，包括進程的運動情況、動畫的連續(xù)性、圖形位置的改變等。最終