基于Linux的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)調(diào)度策略的研究.pdf

1、實(shí)時(shí)系統(tǒng)主要面向現(xiàn)實(shí)世界中與時(shí)間因素相關(guān)的應(yīng)用需求，它所關(guān)注的不僅僅是計(jì)算結(jié)果在邏輯上的正確性，而且還有輸出結(jié)果時(shí)間的及時(shí)性，目前，實(shí)時(shí)系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在軍事和民用領(lǐng)域。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是其中的核心，隨著硬件性能的提高，實(shí)時(shí)應(yīng)用不僅對(duì)操作系統(tǒng)的性能，而且對(duì)其功能也提出了越來(lái)越高的要求，例如圖形界面、網(wǎng)絡(luò)功能等。現(xiàn)有商業(yè)RTOS不是功能過(guò)于簡(jiǎn)單就是價(jià)格過(guò)于昂貴，缺少一個(gè)開(kāi)放的、標(biāo)準(zhǔn)的、有廣泛支持的、高效而又廉價(jià)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，因此很多機(jī)構(gòu)開(kāi)始

2、研究將功能強(qiáng)大的通用操作系統(tǒng)改造成實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。Linux具有功能強(qiáng)大、開(kāi)放源碼、支持多種硬件平臺(tái)、模塊化設(shè)計(jì)、函數(shù)接口符合國(guó)際和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等特點(diǎn)，自然成為進(jìn)行實(shí)時(shí)化的首選。 Linux本身是一個(gè)分時(shí)系統(tǒng)，它在實(shí)時(shí)應(yīng)用上有很大的局限性，特別是在實(shí)時(shí)調(diào)度策略上的單一性，因此本文提出了二級(jí)調(diào)度策略的設(shè)計(jì)思想以及基本框架，設(shè)計(jì)了RM調(diào)度器和EDF調(diào)度器，然后通過(guò)對(duì)RTAI的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了基于二級(jí)調(diào)度策略的調(diào)度器。論文主要內(nèi)容如下：

3、 ①研究實(shí)時(shí)系統(tǒng)調(diào)度策略和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的基本理論知識(shí)，分析了Linux操作系統(tǒng)在實(shí)時(shí)應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)和局限性； ②在對(duì)現(xiàn)有Linux實(shí)時(shí)調(diào)度器進(jìn)行分析對(duì)比之后，提出了對(duì)RTAI的改進(jìn)，并提出了二級(jí)調(diào)度策略的基本思想和調(diào)度框架，設(shè)計(jì)RM調(diào)度器和EDF調(diào)度器，使RTAI提供對(duì)單調(diào)速率算法和最早時(shí)限優(yōu)先算法的支持； ③實(shí)現(xiàn)了基于二級(jí)調(diào)度策略的調(diào)度器，并對(duì)RM算法和EDF算法進(jìn)行了優(yōu)化，更好地解決了偶發(fā)性任務(wù)，瞬間過(guò)載，優(yōu)先級(jí)翻轉(zhuǎn)等

4、問(wèn)題； ④在分析了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，對(duì)改進(jìn)后的RTAI進(jìn)行了功能測(cè)試和調(diào)度時(shí)延測(cè)試，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。 綜上，本文針對(duì)Linux實(shí)時(shí)調(diào)度策略單一的缺陷，提出了一種二級(jí)調(diào)度策略的基本思想，使多種調(diào)度策略都能得到支持，相對(duì)于只對(duì)單種調(diào)度策略提供支持的方案，拓展了系統(tǒng)的可使用范圍。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：相關(guān)策略是正確、有效的，擴(kuò)展后的RTAI能夠依照所設(shè)定的算法對(duì)實(shí)時(shí)任務(wù)進(jìn)行正確調(diào)度，并增強(qiáng)了RTAI的實(shí)時(shí)性能。