操作系统的分类一一种角度 STC ·顺序执行系统 -单任务：系统内只含有一个程序，独占CPU的运行 时间，按语句顺序执行该程序，直至执行完毕，另 一程序才能启动运行。 ·如D0S ·分时操作系统 多任务：系统内同时可以有多个程序运行，把CPU 的时间分按顺序分成若干片，每个时间片内执行不 同的程序。 ·如UNIX ·实时操作系统 系统内有多个程序运行，每个程序有不同的优先级， 只有最高优先级的任务才能占有CPU的控制权。 ·如uc0S llxx@ustc.edu.cn 11/94
操作系统的分类—一种角度 • 顺序执行系统 –单任务：系统内只含有一个程序，独占CPU的运行 时间，按语句顺序执行该程序，直至执行完毕，另 一程序才能启动运行。 • 如DOS • 分时操作系统 llxx@ustc.edu.cn 11/94 –多任务：系统内同时可以有多个程序运行，把CPU 的时间分按顺序分成若干片，每个时间片内执行不 同的程序。 • 如UNIX • 实时操作系统 –系统内有多个程序运行，每个程序有不同的优先级， 只有最高优先级的任务才能占有CPU的控制权。 • 如ucOS
嵌入式系统的实时性 ·实时系统定义(POSX1003.b) 一“能够在限定的响应时间内提供所需水平的服务” 。 嵌入式系统一般具有实时的特点：保证deadlines -Preemptive,priority-based scheduling: ·优先级高的任务能够得到立即的、没有延迟的服务 一不需要等待其他优先级低的任务完成 ·一旦某任务得到CPU的使用权，将一直执行直到工作结束，或 者出现更高级别的进程。 Predictability in task synchronization: time-predictable duration of execution time -semaphore,mailbox,message queue,event flag,etc Deterministic behaviors: task dispatch time,task switch latency,interrupt latency must be time-predictable fixed-sized memory allocation llxx@ustc.edu.cn 12/94
嵌入式系统的实时性 • 实时系统定义（POSIX 1003.b） – “能够在限定的响应时间内提供所需水平的服务” • 嵌入式系统一般具有实时的特点：保证deadlines – Preemptive, priority-based scheduling: • 优先级高的任务能够得到立即的、没有延迟的服务 – 不需要等待其他优先级低的任务完成 • 一旦某任务得到CPU的使用权，将一直执行直到工作结束，或 llxx@ustc.edu.cn 12/94 • 一旦某任务得到CPU的使用权，将一直执行直到工作结束，或 者出现更高级别的进程。 – Predictability in task synchronization: • time-predictable duration of execution time – semaphore, mailbox, message queue, event flag, etc – Deterministic behaviors: • task dispatch time, task switch latency, interrupt latency must be time-predictable • fixed-sized memory allocation
POSX标准 POSIX (Portable Operating System Interface for UNIX) 一是为标准化类UIX操作系统所必须具有的特征 和接口而制定 一为了增强为类UNX操作系统编写的软件的可移 植性 ·实时扩展 -1003.1b:一个用于实时编程的标准 -1003.5b:一个相当于1003.1b(实时扩展)的 Ada语言的API llxx@ustc.edu.cn 13/94
POSIX标准 • POSIX（Portable Operating System Interface for UNIX） – 是为标准化类UNIX操作系统所必须具有的特征 和接口而制定 – 为了增强为类UNIX操作系统编写的软件的可移 llxx@ustc.edu.cn 13/94 – 为了增强为类UNIX操作系统编写的软件的可移 植性 • 实时扩展 – 1003.1b：一个用于实时编程的标准 – 1003.5b：一个相当于 1003.1b（实时扩展）的 Ada 语言的 API
嵌入式OS,RTOS,通用性 ·八十年代初 一第一代系统 -VRTX(1981)、pSOS等（实时内核） 嵌入式Java ·八十年代后期到九十年代初期 一第二代系统 元余容错支持 -VxWorks、RTEMS、ucOS 网路应用 分布式网路应用 -Nucleus PLUS、QNX、OSE等 多处理器支持 多处理器支持 ·二十世纪末 内存保护 内存保护 一第三代系统 窗口管理 窗口管理 -Integrity等 文件系统 文件系统 文件系统 网路系统 网路系统 网路系统 实时内核 实时内核 实时内核 实时内核 1980年 1990年 1996年 2000年
嵌入式OS，RTOS，通用性 • 八十年代初 – 第一代系统 – VRTX(1981)、pSOS等（实时内核） • 八十年代后期到九十年代初期 – 第二代系统 – VxWorks VxWorks、RTEMS、ucOS – Nucleus PLUS、QNX、OSE等 • 二十世纪末 – 第三代系统 – Integrity等
嵌入式操作系统 ·典型的嵌入式OS -近200种：VxWORK、QNX、WinCE、Palm OS 面向SOC的RTOS:Symbian的Epoc、ATI的Nucleus、 Express logic Threadx -开放源码的OS:uCLinux、uC/OS、TRON(T-kernal) VxWorks恩 WIND RIVER ·典型性能指标 LynxOS cμc/oS-II 一内核大小：几K几百K ecos The Reat-Time Kernel -调度时间片：1ms symbian an23210 Androlc谄填 -实时进程/线程响应时间：20~40uS -普通线程响应时间：20us~几百ms llxx@ustc.edu.cn 15/87
嵌入式操作系统 • 典型的嵌入式OS – 近200种：VxWORK、QNX、WinCE、Palm OS – 面向SOC的RTOS：Symbian的Epoc、ATI 的Nucleus、 Express logic 的Threadx – 开放源码的OS：uCLinux、uC/OS、TRON（T-kernal） llxx@ustc.edu.cn 15/87 • 典型性能指标 – 内核大小：几K～几百K – 调度时间片：1ms – 实时进程/线程响应时间：20～40us – 普通线程响应时间：20us～几百ms