远程教育教学质量保证体系框架讨论_.docx

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1、远程教育教学质量保证体系框架讨论_远程教育教学质量保证体系框架讨论远程教育教学质量保证体系框架讨论任务调度机制的改良北京航空航天大学陈强王建华摘要关键词介绍任务调度机制，并提出一种改良方法，使变成一个兼备实时与分时任务调度机制的操作系统；阐述改良后系统的特点和要注意的问题，给出部分源代码。实时系统分时系统调度机制引言C/OS-II是一个源码公开的嵌入式实时操作系统，能够支持多达64个任务，并支持信号量(semaphore)，消息队列(messagequeue)，邮箱(mailbox)等多种常用的进程间通信机制。由于该系统有占用代码空间小、效率比拟高、稳定可靠的特点，自1992年问世以来在通信、

2、电子、自动化等领域的嵌入式设备中获得广泛的应用。C/OS-II内核采用基于优先级的占先式任务调度机制，任务分成64个优先级。优先级最高的任务首先得到CPU使用权，只要等它交出使用权后，比方在设定延时、等待事件时，其它任务才能够被执行。采用这样的任务调度机制能够保证重要任务优先占有CPU，知足实时系统的要求。在实际应用当中，有很多系统要实现多任务并行处理，这时采用分时系统，更方便于系统的设计与实现。针对这样的情况，本文对C/OS-II的任务调度机制提出一种改良方法，在原有的实时任务调度机制的基础上增加分时任务调度机制，使C/OS-II更适于不同的应用系统。的任务调度机制C/OS-II的实时任务调

3、度机制主要由OSIntExit()和OSSched()函数实现。这两个函数在每次时钟滴答或者任务主动放弃当前时间片时被调用，函数流程见图1。OSIntExit()和OSSched()用到的数据构造有：就绪任务优先权位图OSRdyGrp,OSRdyTbl。任务控制块(TCB)双向链表。TCB记录了每一任务切换上下文指针，在就绪任务优先权位图中的位置，延时计数，指向前后TCB的指针等信息。C/OS-II将TCB连接成双向链表，见图2。C/OS-II将64级任务分成8组，每组8个。07级为第一组，815级为第二组，其它依此类推。当某一优先级为prio的任务准备就绪时，C/OS-II将位图中相应位置位

4、:OSRdyGrp|=OSMapTblprio3;OSRdyTblprio3|=OSMapTblprio当该优先级任务由于等待信号量、消息队列，邮箱或延时而进入等待状态时,则将相应位复位。OSRdyGrp&=OSMapTblprio3;OSRdyTblprio3&=OSMapTblprio发生任务调度时，OSIntExit()和OSSched()函数通过下面算法，先从就绪任务优先权位图中迅速解析出当前最高就绪任务优先权OSPHighRdy，再由OSPHighRdy获取就绪任务的TCB指针OSTCBHighRdy,来执行任务上下图和流程OSTCBList图任务控制块双向链表79Microcont

5、rollers&EmbeddedSystems此页面能否是列表页或首页？未找到适宜正文内容。远程教育教学质量保证体系框架讨论远程教育教学质量保证体系框架讨论81Microcontrollers&EmbeddedSystems换代码OS_TASK_SW()必须实现CPU现场保护和恢复功能,与内存管理相关的代码不需改动。改良后的系统在Keil2.03上编译运行，通过实时和分时多任务、消息队列、邮箱、信号量等测试。新系统的特点和要注意的问题新系统在调度任务时，先要判定是按实时还是按分时方式调度，比原系统要增加少量执行时间。对分时任务，需要搜索环形链表。搜索时间依任务状态和环形链表中TCB个数有关。最

6、坏情况是除空闲任务外所有的任务都不在就绪状态，搜索会历遍环形链表，结束于就绪的空闲任务上。新系统在实现多任务并行处理方面比原系统有更多的优越性。为降低系统调度机制的复杂性,系统在调度分时任务时，不再按优先权高底来决定调度次序，所有分时任务将均匀获得CPU的运行时间,这样空闲任务也要占用同等的CPU时间片。为减少空闲任务占用CPU的时间，能够在空闲任务中调用OSSched()，以放弃当前时间片。新系统在消息队列、邮箱、信号量的调度机制与原系统一样。在等待同一事件时，最高优先权任务首先被唤醒，因此在划分优先权时，应使实时任务的优先权都高于分时任务优先权；但原系统中存在的优先权反转问题仍然存在。在实

7、际应用中，首先区分系统各任务的性质，划分出实时任务和分时任务,不同性质的任务采用的编程实现方式是不同的：实时任务必须在处理完毕之后交出CPU控制权；分时任务则按独占CPU的方式实现，并在开场执行时先调用OSTimeSharing()。结语通过改良使C/OS-II变成一个兼备实时与分时任务调度机制的操作系统，大大方便了系统的编程和实现，具有广泛的应用价值。对于新系统中没有解决的问题，还需要进一步的研究与讨论。参考文献1C/OS-II源码公开的实时嵌入式操作系统.邵贝贝译.北京：中国电力出版社，20012WilliamStallings.操作系统内核与设计原理.魏迎梅译.第4版.北京：北京电子工业出版社，2001