基于实时嵌入式操作系统动态内存管理研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文实时嵌入式操作系统动态内存管理研究姓名：张飞申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：李曦20080501摘要在操作系统的设计中，有两种内存分配策略，分别是动态内存分配与静态内存分配。与静态内存分配策略相比，动态内存分配策略允许在运行时动态地申请和释放一定大小的内存，这极大地提高了设计灵活性及应付突发事件的能力。出于这个原因，动态内存分配策略在软件设计领域得到了广泛的应餍。然而，受实时性与资源受限等约束所限，在实时嵌入式操作系统的设计中，动态内存分配策略鲜有应用。本

2、文以飞行器、航空航天等典型的实时嵌入式应用为背景，以微内核抢占式实融嵌入式操作系统盯EMS为实现及澳l试环境，对动态内存资源管理进行了深入的研究。主要工作如下所述：(1)。动态内存管理设计要求分析本文在对若干实时嵌入式操作系统应用实例深入分析的基础上，进一步明确了选择合适的性能参数与应用需求之间的关系，并结合本论文的应用需求，提出了动态内存资源管理设计的实时性、高效性与可满足性要求及其体含义。这为后续相关模块的设计与实现提出了设计要求，是本论文工作的前提。(2)。动态内存资源管理研究本文将动态内存资

3、源管理划分为动态内存请求管理与动态内存分配／回收算法两部分。动态内存请求管理从高层上决定任务是否有使用动态内存资源的权限，尽量保证关键任务动态内存请求的可满足性，在资源受限的条件下提高了内存资源的使用效率，保证了系统的正常运行；内存分配与回收算法则从底层操作入手，在7fLSF算法的基础上，剥用“最小块数量，最小块大小"信息及“精确”切割策略，在保证算法实时性的前提下，减少了内部碎片，同样在资源受限的条件下提高了内存资源黪傻阁效率。(3)．基于RTEMS的动态内存资源管理实现及测试雕EMS(RealT

4、imeExeeutive南rM骶arySystems)是微内核抢占式实时嵌入式操作系统。本文将动态内存资源管理模块集成于RTEMS内核中，并自行编写测试任务集对该模块进行功能及性能测试。测试结果不仅表明本文工作的有效性，还为下～步工作指明了方向。关键词：嵌入式操作系统动态内存管理动态内存请求动态内存分配AbstractAbStraCtTherearetwostorageallocationtechniquesinoperatingsystemdesign，dynamicstorageallocati

5、on(DSA)andstaticstorageallocation．WiththesupportofDSA，ataskdetenninestheexactsizeofthestor￡喀erequiredduringitsnJnning；thealloca王edstoragecanbe行eed、^，hennotusedwbichcanbeutilizedforfuturea110ca芏ion．Thistechniquegreatlyimpr0Vestheflexibilityofsystem，觚dal

6、sotheabilitytodealwiththeunintentionalevents。Soitiswidelvusedinmodernsonwareengineering．HoweVer，inthereal一timeembeddedsystems，duetotheunconstrainedresponsetimeofDSAalgorithmsandthefhgmentationproblem，developersandresearchersavoidtheuseofit．Basedonthetr

7、aditionaIhardreal．timedomain，aerospaceforexample，andtheIHEMSsystem，adeepresearchinthedynamicstoragemanagementisperformedinthisthesis．First，basedonmeapplicationrequirements，severalparametersarepointedout，whichgreatlyaf．fectDSAperformance．Theseparameters

8、includefastresponsetime，lowf．ragmentationandsatisfiabilityofstoragerequests．Thisworkcanbeconsideredastheprecondjtionofthisresearch．Second，thisthesisseparatesthedynamicstoragemanagementintotWoparts，dynamIcstoragerequestsmanagementandDSA．