VxWorks系統(tǒng)概念妙喻

1、vxworks系統(tǒng)概念妙喻當(dāng)前系統(tǒng)已無所不在，應(yīng)用于各行各業(yè)。在嵌入式系統(tǒng)中，有一類很重要的成員，即實時嵌入式系統(tǒng)，其中，windriver公司的是目前軟件工程師采納最多的，用于開發(fā)實時嵌入式系統(tǒng)的商用實時嵌入式操作系統(tǒng)，以其牢靠性及強大的工具支持著稱。無數(shù)程序開發(fā)人員由windows編程轉(zhuǎn)向嵌入式編程時感到困難，由于在windows的api函數(shù)中有不少操作系統(tǒng)內(nèi)核機制都舉行了封裝(如信號量、消息等)，往往不必了解這些概念，而優(yōu)秀的vxworks編程者則需要越發(fā)了解與內(nèi)核相關(guān)的概念。下面通過現(xiàn)實生活中的一些事例舉行類比來解釋這些概念，即使是初學(xué)者也能輕松領(lǐng)會。1 實時性與非實時性vxworks

2、作為實時操作系統(tǒng)，實時性指的是對外部大事的響應(yīng)在規(guī)定的時光內(nèi)完成。舉個工作中的例子，有一解決，因而當(dāng)接到投訴時，你馬上去往客戶處交涉并解決問題。另一種狀況：公司在收到客戶投訴后，并不馬上解決，而是在一段時光后匯總并按照客戶所在地集中解決。第一種狀況就好比實時系統(tǒng)，在規(guī)定時光內(nèi)對外部大事舉行響應(yīng)；其次種狀況好比非實時系統(tǒng)。很可能浮現(xiàn)的一種情形就是，剛解決好一個客戶的問題后回公司，得知又一位同一地點的客戶要求你去，因此后悔不已，接到投訴后不如不馬上行動。同樣，非實時系統(tǒng)也需要付出額外的代價，因此不能容易地說哪種系統(tǒng)效率更高或性能更好。第一種公司制度更讓客戶愜意，由于它能在規(guī)定時光內(nèi)給客戶反饋，雖然

3、效率不一定最高。詳細(xì)選用哪一種管理制度應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際經(jīng)營狀況而定，同理，實時系統(tǒng)也有它適合的應(yīng)用。比如汽車控制設(shè)備、國防系統(tǒng)中，不在預(yù)定時光內(nèi)對外部隨機大事作出響應(yīng)是很不合理的；而在windows系統(tǒng)中，鼠標(biāo)點擊在系統(tǒng)繁忙時可能好幾秒才響應(yīng)過來。2 多任務(wù)與單任務(wù)多任務(wù)好比一個團隊的多個人分工合作完成一項工作，而單任務(wù)則是一個人自立完成一項工作。如果這項工作就是去郵局郵寄一份文件，那么一個人足以勝任，多個人反而顯得多余。如果這項工作包括去郵局郵寄文件，收取客戶email并準(zhǔn)時回復(fù)，接聽電話，那么一個人就顯得雜亂無章，不能準(zhǔn)時回復(fù)郵件，或錯過電話。假如支配兩個人完成此項工作就簡單得多，一人去郵寄文

4、件，一人留單位接聽電話并收取email。從程序設(shè)計角度來說，單任務(wù)或多任務(wù)都沒有肯定優(yōu)勢，因此應(yīng)用程序是采納何種任務(wù)劃分，需按照詳細(xì)應(yīng)用而定。還有一個問題，究竟cpu資源是固定的，假如同時運行多個任務(wù)，那么每個任務(wù)的處理能力都降低了，整體性能是否提高了呢?如果需要將兩個文件從a地分離送往b地和c地，1所示。一個行走速度極快的運動員從a地到b地需要10min，交接文件需10min，從b地返回a地需10min，再從a地到c地需15min，交接文件需10min，總共花費55min。而兩個行走較慢的人共同完成該任務(wù)，一人從a地到b地需20min，交接文件10min，30min完成；另一人從a地往c地需

5、30min，交接文件需10min，總共也就40min。交接文件時光越長，兩個人的優(yōu)勢越顯然。在程序中等待慢設(shè)備的應(yīng)答信號就是這種狀況，不能將囫圇cpu的時光花費在等待中。但如果任務(wù)就是將文件從a送到b，那么多個行走慢的人就不如一個速度快的人了。3 信號量(semaphore)vxworks系統(tǒng)中，信號量包括可斥信號量、二進制信號量和計數(shù)信號量，其他操作系統(tǒng)基本上也是如此。按作用劃分為同步和互斥機制。通過信號量的同步和互斥機制可以便利、高斂地協(xié)調(diào)任務(wù)?；コ夥绞降墓δ苁遣煌蝿?wù)可以利用信號量互斥地拜訪臨界資源?，F(xiàn)實生活中也是如此，比如單位會議室惟獨一個，可能有多個部門用法會議室，單位實行如下管理方

6、式：用法前向負(fù)責(zé)人申請，若會議室空閑就可以用法，會議結(jié)束后通知負(fù)責(zé)人；否則，等待負(fù)責(zé)人通知。這里的會議室就好比臨界資源，申請和通知這種方式就好比信號量的互斥機制，2所示。信號量的同步機制有所不同，提供的任務(wù)同步功能是指一個任務(wù)可以利用信號量控制自己的執(zhí)行進度，使自己同步于一組外部大事。好比甲等待乙的電話再一起吃飯。甲接電話之前沒有任何行動，好比這個任務(wù)堵塞；接到電話好比獵取信號量(乙打電話好比釋放信號量)；去吃飯就好比繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。計數(shù)信號量與二進制信號量都可以用于任務(wù)之間的同步與互斥，不同之處在于，計數(shù)信號量能夠記錄信號量釋放的次數(shù)，可以用來監(jiān)視某一資源的用法情況。好比存錢與消費：存入的金額

7、計數(shù)累加(釋放信號量計數(shù))，消費時金額削減(獵取信號量計數(shù)削減)，只要金額不為零就還有消費能力(信號量可用)，金額為零就只能等待存入(獵取信號量但無信號量可用只能等待其他任務(wù)釋放信號量)。4 消息機制僅通過信號量的同步、互斥是無法提供完美的響應(yīng)式交互信息的。消息(message)機制通過消息隊列保存多個消息，普通來說，消息是根據(jù)fifo的挨次通過消息隊列的。信號量好比是兩人互相商定，電話鈴響，不用接聽，挺直出門迎接；而消息機制發(fā)送就是，接聽電話并按照電話內(nèi)容執(zhí)行相應(yīng)操作。接聽電話并按照電話內(nèi)容辦理相應(yīng)事情，比電話鈴響就按商定辦理事情多花費時光，同樣，消息機制比信號量更耗費時光；但接聽電話后按照

8、電話內(nèi)容辦事比前者越發(fā)靈便，適應(yīng)更多的場合，同樣，消息機制的用法比信號量越發(fā)靈便，并且電話內(nèi)容可以是暫時增強的，類似消息內(nèi)容的可擴展性。5 信 號信號(signal)與信號量聽起來很相像，其實是徹低不同的兩種機制，一定需要明確區(qū)別。信號是一種由大事觸發(fā)的軟件中斷，它可以異步地轉(zhuǎn)變信號接收任務(wù)的執(zhí)行流程，使其轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)的信號處理程序執(zhí)行。即使該任務(wù)當(dāng)前處于堵塞狀態(tài)，一旦接收信號后就會處于預(yù)備執(zhí)行狀態(tài)，但是當(dāng)信號處理程序執(zhí)行之后繼續(xù)處于堵塞狀態(tài)。舉個例子，上班時你可以任意支配你的工作，就好比任務(wù)中程序的挨次執(zhí)行；單位浮現(xiàn)突發(fā)大事需要你立即解決，當(dāng)前工作被打斷，就好比該任務(wù)接收到信號，當(dāng)前程序被打斷；處理完突發(fā)大事后繼續(xù)工作，就好比信號處理程序執(zhí)行完返回本來被打斷的地方繼續(xù)執(zhí)行。這個突發(fā)大事就好比一個信號，該信號影響的任務(wù)立即跳轉(zhuǎn)到指定的程序；這個突發(fā)大事是隨機、不行預(yù)料的，就好比信號接收的不行預(yù)料性，在程序中