《嵌入式系统及其应用课件》第六章嵌入式操作系统基础

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1、嵌入式操作系统基础李登峰主要内容：一、操作系统的基本概念二、嵌入式操作系统三、WinCE嵌入式操作系统四、WinCE的处理器管理五、WinCE的内存管理六、WinCE的设备管理七、WinCE的存储管理与文件系统一、操作系统的基本概念（1）计算机系统结构框架1.操作系统概述（2）什么是计算机操作系统一般认为：操作系操作系统是有效控制和管理计算机硬件和软件资源,合理地组织工作流程,以提高资源利用率，并为用户提供强有力的使用功能和灵活方便的使用环境的程序集合。由于操作系统的复杂性，我们可以从以下角度来理解操作系统。从系统结构层次模型理解

2、操作系统从软件结构层次的角度理解操作系统从程序员的角度理解操作系统操作系统为程序员提供了一组程序接口和操作接口从一般用户的角度理解操作系统从系统管理员的角度理解操作系统操作系统合理地组织和管理了计算机系统的工作流程，使计算机系统能为多个用户提供安全高效的计算机资源共享服务。操作系统提供了一个友好的人机界面，使他们不必了解计算机硬件和软件就可以轻松使用计算机。从硬件设计人员的角度来理解操作系统操作系统为计算机功能扩展提供了支撑平台，使硬件系统和软件系统具有了相对的独立性。可以在一定范围内对硬件功能模块进行升级或添加新的模块，而不会影

3、响应用程序的运行。2.操作系统的发展操作系统的发展大致经历了四个不同的发展阶段.手工操作阶段（无操作系统）原始汇编和执行过程早期初级批处理阶段所谓批处理系统是指加载在计算机上的一个系统软件，在它的控制下，计算机能够自动地成批地处理一个或多个用户的作业。首先出现的是联机批处理系统。批处理工作过程批处理将用户作业按照一定的顺序排列，统一交给计算机系统，由计算机自动地、顺序地完成作业的系统。批处理采用尽量避免人机交互的方式来提高CPU的运行效率。单道批处理系统引入了专职的操作员来减少用户的操作时间，将类似的作业作为一组，通过计算机实现了

4、批处理，减少了建立作业运行环境所需要的时间，配备了简单的操作系统，完成了一个作业到另一作业的自动转换。多道批处理阶段在主存中可以装入多个作业，作业之间可以分别使用不同的硬件资源并行工作。多道批处理系统的使用增强了处理器与外设并行工作能力，并增强了不同外设并行工作的能力，很好地提高了设备的利用率。现代操作系统形成和发展分时操作系统（TimeSharingOpertingSystem）。其实现思想如下：每个用户在各自的终端上以问答方式控制程序运行，系统把中央处理器的时间划分成时间片，轮流分配给各个联机终端用户，每个用户只能在极短时间内

5、执行，若时间片用完，而程序还未做完，则挂起等待下次分得时间片。实时操作系统：实时操作系统的特征是在允许的时间范围内对各种事件做出及时的响应为。它要求计算机对于外来信息能以足够快的速度进行处理，并在被控对象允许时间范围内作出快速响应，其响应时间要求在秒级、毫秒级甚至微秒级或更小。操作系统的发展：个人计算机上的操作系统。嵌入式操作系统。网络操作系统。分布式操作系统。智能化操作系统。20世纪90年代后期，由于个人计算机硬件功能的急剧增加和用户对安全性、网络功能的要求增强，个人计算机操作系统也从DOS转向了通用操作系统Windows系列和

6、linux系列。3.操作系统的特征和基本结构并发性并发性（concurrence）是指两个或两个以上的事件或活动在同一时间间隔内发生。操作系统是一个并发系统，并发性是它的重要特征，操作系统的并发性指它应该具有处理和调度多个程序同时执行的能力。（1）操作系统的基本特征并发性、共享性、虚拟性和不确定性共享性共享(Sharing)指操作系统中的资源（包括硬件资源和信息资源）可被多个并发执行的进程共同使用，而不是被一个进程所独占。现实的方法是让操作系统和多个用户程序共用一套计算机系统的所有资源，因而，必然会产生共享资源的需要。资源共享的方

7、式可以分成两种：互斥访问同时访问共享性和并发性是操作系统两个最基本的特性，它们互为依存。一方面，资源的共享是因为程序的并发执行而引起的，若系统不允许程序并发执行，自然也就不存在资源共享问题。另一方面，若系统不能对资源共享实施有效管理，必然会影响到程序的并发执行，甚至程序无法并发执行，操作系统也就失去了并发性，导致整个系统效率低下。虚拟性虚拟性是指操作系统中的一种管理技术，它是把物理上的一个实体变成逻辑上的多个对应物，或把物理上的多个实体变成逻辑上的一个对应物的技术。不确定性（也称异步性，或称随机性）在多道程序环境中，允许多个进程并

8、发执行，由于资源有限而进程众多，多数情况，进程的执行不是一贯到底，而是“走走停停”。例如，一个进程在CPU上运行一段时间后，由于等待资源满足或事件发生，它被暂停执行，CPU转让给另一个进程执行。系统中的进程何时执行？何时暂停？以什么样的速度向前推进