实时操作系统任务管理与调度

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1、嵌入式实时操作系统及应用开发第五章任务管理与调度主要内容进程与线程任务任务管理任务调度优先级反转第一节进程与线程程序运行的方式进程的定义线程的定义程序的运行方式顺序运行作业的运行总是一个一个地顺着来，完成一个作业后再运行下一个。在一个作业运行中途，决不会突然插入另一个作业运行。顺序运行最容易实现，常见于早期的单道批处理系统中程序的运行方式并发运行允许多个程序共享CPU，在这种方式下，系统的资源不再被某一个程序独占，而是由多个程序共享。简单地说，就是能用一个处理器并发（注意，不是同时！）地运行多个程序的计算机管理系统。并发：由同一个处理器轮换地运行多

2、个程序。或者说是由多个程序轮班地占用处理器这个资源。且在占用这个资源期间，并不一定能够把程序运行完毕。并发过程示意图处理器如何进行程序的切换？程序的切换（两句话）处理器是个傻瓜，PC让它干啥，它就干啥。PC是个指路器，它指向哪儿，处理器就去哪儿。从此可以知道，哪个程序占有了PC，哪个程序就占有了处理器。=PC进程与程序进程与程序程序是存放在磁盘上的一系列代码和数据的可执行映像，是一个静止的实体。进程：可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程。程序是静止的，进程是动态的，有状态转换。进程与程序进程的四要素：1、作为一个进程，要有一段程序供其执行。2

3、、有进程专用的内核空间堆栈。3、在内核中有一个task_struct数据结构，即“进程控制块”。4、有独立的用户空间线程的引入早期的进程，包含了以下两个方面的内容：资源。进程是资源分配的基本单位，一个进程包括一个保存进程映像的虚拟地址空间、主存、I/O设备和文件等资源。调度执行。进程作为操作系统的调度实体，是调度的基本单位。进程是一个庞大的结构型实体，其PCB结构包含的内容相当多，每创建一个进程，系统无论在时间或空间上都要花费较大的开支。线程定义线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位。线程自己基本上

4、不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),一个线程可以创建和撤销另一个线程；使用线程的优势：创建：在一个已有进程中创建一个新线程比创建一个全新的进程所需的时间开销少；终止：终止一个线程比终止一个进程所花费的时间少；切换：线程切换比进程切换所花费的时间少；通信：使同一进程内部不同线程之间的通信效率得到显著提高。在大多数操作系统中，不同进程之间的通信需要内核的干预，而同一进程内部不同线程之间则可直接通信。单进程/单线程模型单进程/多线程模型多进程/多线程模型多进程/单线程模型第二节任务任务的定义及其主要特性任务的

5、内容任务的分类任务参数任务在嵌入式实时系统中任务（task）：任务是一个具有独立功能的无限循环的程序段的一次运行活动通常为进程（process）和线程（thread）的统称任务是调度的基本单位HighPriorityTaskLowPriorityTaskTaskTaskTaskTaskTaskTaskEventEventEachTaskInfiniteLoopImportanceSplittinganapplicationintoTasks任务任务通常包含一个具有无限循环的程序/ioTaskimplementsdataobtainingandhan

6、dlingcontinuously/voidioTask(void){intdata;initial();/Thefollowingsentencesgetdataandhandledatacontinuously/while(TRUE){data=getData();handleData(data);}}任务任务的特性：动态性并发性异步独立性任务任务的内容：代码：一段可执行的程序。数据：程序所需要的相关数据(变量、工作空间、缓冲区)堆栈程序执行的上下文环境TCB任务代码任务堆栈内存处理器PCSP任务运行时与处理器之间的关系处理器通过两个指针寄存器

7、（PC和SP）来与任务代码和任务堆栈建立联系并运行它寄存器组程序运行环境任务代码任务堆栈内存处理器PCSP多任务时的问题任务代码任务堆栈内存任务代码任务堆栈内存？当有多个任务时，处理器中的运行环境应该怎么办？寄存器组程序运行环境程序虚拟处理器PCSP虚拟处理器PCSP虚拟处理器PCSP虚拟处理器PCSP调度器多任务时任务与处理器之间关系的处理程序处理器PCSP在内存中为每个任务创建一个虚拟的处理器（处理器部分的运行环境由操作系统的调度器按某种规则来进行这两个复制工作复制当需要运行某个任务时就把该任务的虚拟处理器复制到实际处理器中复制当需要中止当前任

8、务时，则把任务对应的虚拟处理器复制到内存复制再把另一个需要运行的任务的虚拟处理器复制到实际处理器中寄存器组寄存器组也就是说