作业系统原理课件.ppt

1、Operating System Principles作業系統原理 著者ABRAHAM SILBERSCHATZYale UniversityPETER BAER GALVINCorporate TechnologiesGREG GAGNEWestminster College即時系統(real-time system)不只是一個結果需要被“正確的”計算，而且結果也要在一個特定截止期限內被產生。在截止期限已經超過之後，即使產生的結果正確也可能沒有價值。即時系統被認為安全臨界系統(safety-critical system)。在安全臨界系統中，不正確的操作(通常因為錯過期限)會造成某些大災難。

2、在安全臨界系統的例于中包括武器系統、反鎖死煞車系統、飛行管理系統及健康相關的嵌入式系統，像是心律調整器。在這些情形下，即時系統必須在特定期限之前一定要回應事件:否則，嚴重的受傷(或更壞的事)可能發生。單一目的 小尺寸 不昂貴地大量生產 特定時間點需求多種週邊裝置，諸如圖形顯示器，CD和數位影像光碟保護和安全機制多個使用者支援這些特色通常會造成一個複雜且大的核心。舉例來說，Windows訂 有超過四千萬行的原始碼。相反的，一個典型的即時作業系統設計通常非常地簡單，時常寫成數千行而非數以百萬行的原始碼。我們不期待這些簡單的系統包括上述所列出的特色。因為大多數的即時系統服務單一目的，它們只是不需要像

3、桌上型個人電腦有那麼多特色。一個基本的即時系統不包括使用者的主張:系統常常只是支援等候來自硬體裝置少數的輸入工作(感應器、視覺辨識等等)。如果沒有快速處理器和大量記憶體的話，是不可能提供標準桌上型作業系統所支援的特色。19.4.1 以優先權為基礎的排班(priority)即時作業系統最重要的特性是一旦即時行程需要中央處理器時，作業系統能立即回應。因此，即時作業系統的排班器必須支援搶先式優先權為基礎的演算法。以優先權為基礎的排班演算法，是依據每一個行程的重要性分配優先權:較重要的任務比它認為較不重要的分配到較高優先植。如果排班器也支援搶先式，當另一個比較高優先權的行程變成可以執行時，一個目前在中

4、央處理器執行的行程將被搶先。19.4.2 可搶先核心(preemption)可搶先核心允許搶佔在核心模式下執行的任務 19.4.3 最低潛伏期一個週期性行程隨著時間的執行。排程器可以利用這種關係，並且依照截止期限或週期行程的需求分配優先權。這種排班形式比較特別的地方是行程可能必須對排班器宣佈它的最後期限需求。然後，使用一種稱為許可控制(admission-control)演算法的技術，排班器不是允許行程執行(但保證行程準時完成)，或者如果它無法保證任務在它的最後期限之前服務時，就是拒絕不可能的請求。單調速率(Rate-monotonic)排班演算法使用可搶先的靜態優先權策略排班週期性的任務。如

5、果一個優先權較低的行程正在執行，而另一個較高優先權行程可以執行時，它將會搶去優先權較低的行程。每個週期性任務一旦進入系統，將依據它的週期的反比分配優先權:愈短的週期，有愈高的優先權;愈長的週期，有愈低的優先權。這項策略背後的基本理由是分配給需要更多CPU用量的任務有較高優先權。比例分享(Proportional share)排班器藉由在所有應用程式配置T個分享的方式來操作。應用程式單位時間能接收N次分享的時間，因此確定應用程式將有N/T的完整處理器時間。例如，假定總數為r=l00次分享在三個行程A、B和C之間分配。A分配50個分享,B分配 15個分享和C分配20個分享。這個技巧確保A有處理器總時間的50%，B有15%，C有20%。