探索windows操作系统实时性扩展关键技术的研究

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1、北京交通大学硕士学位论文Windows操作系统实时性扩展关键技术的研究姓名：蔡骏申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：蒋大明20040201Y586380Windows操作系统实时性扩展关键技术的研究摘要当今计算机技术飞速发展，计算机处理能力迅速提高。计算机用于实时工业应用己经是科学技术发展的必然趋势。在工业领域，对实时性要求的等级不同，如果某些等级上的实时应用能用通用的操作系统来进行开发，开发的成本会大大降低，而且可以充分利用通用操作系统的许多己有功能和特性。这种设计方案值得我们去研究本文探讨了在Windows环境下扩展实时性的某些关键技术。为了更好

2、的满足整个系统的实时性，需要分别提高系统的软、硬实时性。就硬实时方面，本文探讨了Windows环境下内核功能扩展的核心技术一一WDM设备驱动程序的设计，在某种程度上绕过了系统机制，减少了系统开销，提高了硬实时性:软实时方面，针对实时控制系统的多任务并行的需求，提出了一种基于单CPU的多任务调度策略以提高系统的执行效巫。两方面结合了靡而元覆大程度上提高Windows操作系统的实时性，从而达到满足工业监测和控制应用的目的。本文首先介绍了实时性的概念，应用Windows作为实时系统的优势，以及目前面临的问题;然后阐述了提高系统硬实时性的关键技术-WDM设备驱动程序设计技术

3、，结合Windows的系统机制，阐述了UO操作和中断处理在驱动程序中的实现;然后剖析了Windows操作系统的多任务调度机制，提出了一种优化调度算法:最后，结合一个具体的项目，阐述了软硬实时方案在项目中整合应用。通过这些论述，本文解决了工业控制系统软件设计需要解决的关键实时性问题，使得基于Windows的工业控制系统的实时性得以提高，增强了人机交互，提高了生产效率，得到了广泛的应用。关键词:实时性WDM中断处理调度WindowsNTWindows操作系统实时性扩展关键技术的研究AbstractPresentlycomputertechnologydevelopsqu

4、icklyanditsprocesscapabilityimprovesalot.Theapplicationofcomputerstoreal-timeindustryhasbecomethetrendofscienceandtechnology.Inthefieldofindustryrequirementofrealtimediferentiates.Ifwecandevelopreal-timeapplicationsofvariousrankswiththegeneralOS,thecostofdevelopingwilldecreaseandwecanu

5、tilizethefunctionsandcharacteristicofgeneralOS.Thismethodisworthresearching.ThethesisdiscussessomekeytechniquesofextendingrealtimeinWindowsOS.Inordertomeetrequirementsofrealtime,weshouldconsiderthesoftandhardrealtimeofsystems.AstothehardrealtimethethesisdiscussesWDM,akeytechniqueofexte

6、ndingWindowskernelfunctions,whichavertssystemmechanismtosomedegree;reducessystemcostandimproverealtime.Ontheotherhand,consideringthedemandofparallelmulti-tasksinrealtimecontrolsystemsamethodofmulti-taskschedulingbasedonsingleCPUisproposedtoimproveitsefficiency.Combinedtogether,thetwoas

7、pectscanimproverealtimeofWindowsOStoagreatdegreetomeettherequirementsthemonitorandcontrolapplicationinindustry.Firstlythethesisintroducestheconceptofrealtime,theadvantageofapplyingWindowsasrealtimeOSandtheproblemofit.ThenitdescribesWDM,thekeytechniqueofimprovinghardrealtimeofsystems,