嵌入式操作系统中进程管理与调度策略

"调度策略的性能指标-嵌入式操作系统" 在嵌入式操作系统中，调度策略的性能指标是衡量系统性能的重要指标。其中，CPU利用率、可调度性和调度开销是三个重要的性能指标。 CPU利用率表示对于给定的一组任务，这些任务所使用的整个CPU资源的比率。高的CPU利用率表明系统的处理能力强，能够快速处理任务。 可调度性表示对于给定的一组任务，如果所有任务都能满足截止时间的要求，这些任务就是可调度的。可调度性是衡量系统的实时性和可靠性的重要指标。 调度开销是指选择下一个要执行的进程所需花费的时间，它发生在任何文境切换之前。调度开销越小，系统的性能越高。 在嵌入式系统的进程管理中，进程是可并发执行的、具有独立功能的程序在一个数据集合上的运行过程，是操作系统进行资源分配和保护的基本单位。一个进程可以简单地认为是一个程序在系统内的唯一执行。 进程包括它的指令代码和数据，也包括程序计数器（PC）和CPU中所有的寄存器，还包括存放在进程堆栈中的临时数据、返回地址以及变量。 在进程管理中，上下文切换是使CPU从一个正在执行的进程转向另一个进程的机制。文境切换必须是没有任何缺陷的，并且文境切换在CPU内能非常迅速地执行。文境切换的形式主要有两种：协作多任务处理和抢先多任务处理。 在协作多任务处理中，正在执行的进程将主动地放弃CPU等资源，让给另一个进程。协作多任务处理的系统中，每个进程中包含一个对文境切换函数的调用，该函数调用并不启动一个新的进程执行，只是在另一个进程中进行状态复制。 在抢先多任务处理中，采用了中断机制来实现文境切换，强制旧进程把控制权交给新进程。抢先多任务处理的基本硬件配置需要一个定时器部件周期性地产生CPU中断信号。在定时器的中断服务程序中，保存旧的进程状态信息，并选择下一个需要执行的进程，切换进程的文境。 进程的基本调度状态可归为3种：就绪状态、运行状态和阻塞状态。就绪状态表示进程已经准备好，可以执行；运行状态表示进程正在执行；阻塞状态表示进程正在等待某个事件的发生。 调度策略的性能指标是衡量嵌入式操作系统性能的重要指标。理解这些性能指标对于设计和实现高性能的嵌入式操作系统非常重要。