windows环境测控系统中实时扩展技术的研究与实现

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1、西北工业大学硕士学位论文Windows环境测控系统中实时扩展技术的研究与实现姓名：王季申请学位级别：硕士专业：计算机软件与理论指导教师：翟正军20040301两北工业大学硕士论文摘要摘要由于Windows2000操作系统友好的图形用户接口、出色的多任务性能和优越的硬件兼容性，在当今的计算机测控领域中，越来越多的测控系统采用Windows2000作为其开发和运行平台。然而由于Windows2000并不是针对实时性应用而设计的，如果采用普通的技术手段进行测控系统的开发和设计，在实时性要求较高的情况下将无法达到应用的要求。因此，对Windows2000的

2、内核机制进行深入分析，从而研究扩展Windows2000的实时性能的方法，具有很强的理论意义和实用价值。本文结合中航二集团“十五”预研课题(41801100101)一“直升机飞行载荷数字化协调加载及数据采集技术研究”，对数据采集系统中的实时性问题和实时扩展技术展开深入研究，最终实现了基于WiMaws2000测控系统的实时扩展，并将其应用于实际的采集系统研制和开发中。本文首先在研究了Windows2000体系结构和系统机制后，详细分析了Windows2000用于实时系统时存在的问题，并研究了国内外对此问题的研究状况。结合工程项目的实际情况，提出了基于

3、Windows2000测控系统实时扩展的总体分析与设计，并分析和解决了实时扩展中的定时器管理、任务管理和调度、I／0管理和缓冲池管理等关键技术。针对实时扩展的定时器管理问题，本文在研究了Windows中断调度机制的基础之上，设计并实现了通过软件和硬件两种手段获得时钟的方法，并研究了时钟中断的功能和实现方法。对于实时扩展中的实时任务调度问题，本文在研究了Windows2000的进线程机制，并对测控系统任务进行分类和分解之后，设计并实现了_种新的基于周期任务的动态优先级调度算法，有效的解决了采集和控制任务的实时性问题。本文在研究了Windows内核驱动

4、程序模型的基础之上，设计并实现I／O的初始化管理、请求派发机制、同步管理机制以及缓冲池的分配与回收机制、非分页内存链表管理等机制和方法，较好的解决了实时扩展中的I／O管理和缓冲池问题。利用所研究和设计的实时扩展方法，本文设计了具体的数据采集系统，并对其功能和性能进行了测试、分析和评价。结果表明该方法简单易行，调度算法高效实用，可显著改善基于Windows2000测控系统的实时性能，具有较强的实用和推广价值。关键字：Windows实时扩展实时系统系统内核测控系统实时调度算法NPUM．S，DissertationkbstractABSTRACTBeca

5、useWindows2000operatingsystemhasfamiliargraphicaluserinterface，excellentmutiltaskability,goodhardwarecompatibility,moreandmoreTcstingandControlingSystemusingWindows2000astheirdevelopingandrunningplatform．But，asitisnotdesignedforreal—timeapplication．Windows2000isnotareal．timeop

6、eratingsystem，andifwedesignanddevelopTestingandControlingSystembycommonmethod．tllereal．timerequirementoftheapplicationwillnotbesatisfiedinsometime-criticalcase．Forthisreason．wemuststudythekernelmechanismofWindows2000，findoutafeasiblemethodtoextendthereal-timeperformanceoftheTe

7、stingandControllingSystemwhichbasedonWindows2000．Byusingthismethod，wecouldmaketheextendedTestinandCon打olingSystemtosatisfythe-real-timerequriementofapplication．Thisarticleisbasedontheresearchof”TheHelicopter’sAviatingLoad．DataHarmonizedLoadingandSamplingTechnology'。．Westudiedt

8、hequestionofreal—timeintheHelicopter'sAviatingLoad-DataSampli