嵌入式操作系统程课程设计报告

第一篇：嵌入式操作系统程课程设计报告

目录

一、实习任务和目的„„„„„„„„„„„„1

二、实习基本要求„„„„„„„„„„„„„1

三、实习题目„„„„„„„„„„„„„„„1

四、实习地点„„„„„„„„„„„„„„„1

五、实习内容„„„„„„„„„„„„„„„3

六、实习总结、心得体会„„„„„„„„„„8

七、参考资料„„„„„„„„„„„„„„„9

0

一、实习的任务和目的：

本次实习的目的是在学生已掌握了嵌入式操作系统的知识、对当前嵌入式操作系统的主要种类和应用领域有较清晰的概念的基础上，以嵌入式LINUX操作系统教学内容为指导，以S3C2410经典实验箱为平台，使学生掌握配置、裁剪、移植和维护嵌入式LINUX操作系统的技能和相关理论知识，具备一个初级嵌入式LINUX系统程序员的综合技能。

本次实习的任务是通过教师对嵌入式LINUX的配置、裁剪、移植以及文件系统的移植等内容的讲解，让学生掌握如何搭建嵌入式开发环境、嵌入式LINUX系统移植、文件系统移植以及简单的驱动程序的开发。

二、实习基本要求：

1、了解嵌入式操作系统技术前沿、应用领域、发展趋势及相关领域研究成果；

2、熟悉嵌入式操作系统的特点、分类、基本概念；

3、熟悉主流实时操作系统。深入了解嵌入式LINUX，包括系统配置、裁剪、移植；

4、熟悉并掌握嵌入式文件系统的建立、移植；

5、以嵌入式处理器器S3C2410为例,掌握嵌入式LINUX驱动程序开发的一般方法。

三、实习题目：

1、复习LINUX系统基本操作,常用命令；

2、嵌入式LINU开发基础知识；

3、嵌入式LINUX开发环境的建立；

4、Bootloader移植；

5、LINUX内核的配置、裁剪；

6、LINUX内核移植与编译；

7、建立根文件系统；

8、模块方式驱动程序设计；

9、中断、LED驱动程序设计。

四、实习地点：

应用技术学院五楼四机房。

五、实习内容：

第一部分 嵌入式LINU开发基础知识： 1.1 嵌入式LINUX简介

嵌入式系统的定义为以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适用于应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统，它的主要特点是潜入、专用。本次实训的平台是在LINUX下的ubuntu系统上进行的。

1.2 嵌入式LINUX开发平台简介

本次实训的需要一台主机及一块开发板，它们需要满足一定的硬件要求，主机的硬件要求是：有一个25针的并口接口，它用来连接JTAG连线，有一个9针的串口接口，支持网络，至少20GB的硬盘，用到的开发板是s3c2410，它有如下的部件：64MB SDRAM,1MB NOR Flash,64MB NAND Flash，两个网卡，5个串口（内置3个，外扩2个），音频输入输出。2.5寸IDE接口，标准SD/MMC卡座，GPIO按键，外接I2C接口的实时时钟（RTC）芯片。1.3 嵌入式LINUX开发流程

（1）在主机上编译Bootloader，然后通过JTAG烧入单板，（2）在主机上编译嵌入式LINUX内核，通过Bootloader烧入单板或直接启动，（3）在主机上编译各类应用程序，单板启动内核后通过NFS运行他们，经过验证后再烧入单板。1.4 嵌入式LINUX开发环境的建立

开发环境的搭建：硬件开发环境的搭建很简单，将主机与目标板通过JTAG、串口线（接单板上的串口0）、网线（接单板上的网卡0）连接起来，将各类设备连接到目标板上即可，软件的搭建环境相对要复杂的多，时间也要得多，首先第一步需要移植U—boot，然后再来烧写LINUX内核，再创建根文件系统，最后才可以来写相应的驱动程序来进行开发的!第二部分 嵌入式LINUX系统构建：

2.1 Bootloader移植

u-boot是德国DENX小组的开发用于多种嵌入式CPU的bootloader程序, u-boot不仅仅支持嵌入式LINUX系统的引导，当前，它还支持NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS嵌入式操作系统。u-boot除了支持PowerPC系列的处理器外，还能支持MIPS、x86、ARM、NIOS、XScale等诸多常用系列的处理器。移植过程：

在主机上创建一个文件夹，把以下四个已下载的文件复制到里面，这四个文件分别为：

u-boot.bin，----LINUX操作系统启动的bootloader;uImage，---LINUX操作系统内核;

root.cramfs，----根文件系统;yaffs.tar.bz2，----应用程序压缩包。运行sjf2410-s命令如下：sjf2410-s /f:u-boot.bin。然后按回车，等待烧写完成后，设置开发板的地址与服务器的地址，命令如下：设置本机服务器IP地址：(根据具体主机环境更改IP)setenv serverip 192.168.1.113，设置ARM设备IP地址：(随意设置成与上面主机同一网段IP即可)，setenv ipaddr 192.168.1.199，保存变量设置：saveenv。

2.2 内核裁剪与移植

LINUX本次实验目录下存放着已经修改好的博创经典2410平台的内核源码包，将该源码包拷贝到宿主机LINUX系统中，解压至本次实验目录,配置编译生成内核uImage文件烧写到ARM设备中。在内核根目录下，用命令make menuconfig进入配置界面，对系统进行裁剪，如下：

选择硬件系统

配置LCD驱动

网卡驱动

配置NANF Flash驱动

配置文件系统

然后运行 bootm 启动内核即可。2.3 创建根文件系统

解压busybox源码后，进入busybox源代码目录，打开Makefile，修改两个地方，分别是在Makefile文件中的CROSS_COMPILE=后面添加上arm-LINUX-这一行以及ARCH ?=后面改成arm.然后在busybox根目录下使用命令make menuconfig进入配置界面进行配置，如图：

Busybox截图

退出后，使用命令make，make install。用shell脚本创建根文件系统的目录结构，并在想要运行根文件系统的地方运行脚本，需要创建一个文件夹rootfs，里面包括了一些LINUX下的基本的文件。还需要把busybox源码目录下的/etc 的内容拷贝到此处创建的文件夹的etc下，修改拷贝过来的profile文件，修改初始化文件inittab和fstab，修改初始化的脚本文件，init.d/rcS，创建一个空的mdev.conf文件，在挂载根文件系统时用到，再把本机上的passwd，shadow，group文件拷贝过来，把busybox默认安装目中的文件全部复制到这里的rootfs中，会发现多了LINUXrc->bin/busybox,这是挂载文件系统需要执行的，这时，在rootfs目录下，使用命令cp-rvf /rootfs/busybox-1.12.2/_install/*./,，到此，就用busybox创建了一个基本的文件系统。

第三部分 设备驱动程序设计：

3.1 模块方式驱动实验

在这里，需要有两个程序，一个驱动程序，一个用户程序，驱动程序通过用户程序来调用，完成基本的读写以及注册设备号等，在本程序中，用户程序非常简单，驱动程序的核心部分是如下代码所示：

static struct file_operations demo_fops = { owner: THIS_MODULE, write:demo_write, read: demo_read, ioctl: demo_ioctl, open: demo_open, release: };demo_release, 其他的所有程序都是在这个基础上延伸出来的。还有一个注册设备号的函数如示：

register_chrdev(0, DEVICE_NAME, &pxa270_fops);假设本驱动程序的源代码名字是s3c2410_led.c编译驱动程序模块的方法是把驱动程序复制到内核目录下的drivers/char子目录下，在drivers/char/Makefile中增加一行：obl-m +=s3c2410_led.o,然后在内核根目录下执行make modules.就生成drivers/char/s3c2410_led.ko，再把它复制到开发板上，就可以使用insmod s3c2410_led.ko，rmmod s3c2410_led.ko了，此时，就可以执行本用户程序了，结果如下：

3.2 LED驱动实验

本实验的主要目的是写一个驱动程序来点亮开发板上的一颗LED灯。主要的程序核心还是集中在怎么给led灯引脚一个电平以及用户程序中ioctl程序的使用。程序的核心代码如下：

static struct file_operations s3c24xx_leds_fops = {.owner =

THIS_MODULE，.open

=

s3c24xx_leds_open，.ioctl =

s3c24xx_leds_ioctl, };static int s3c24xx_leds_ioctl（struct inode *inode，struct file *file，unsigned int cmd，unsigned long arg){

if(arg > 4){

return-EINVAL;

}

switch(cmd){

case IOCTL_LED_ON:

s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg], 0);

return 0;

case IOCTL_LED_OFF:

s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg], 1);

return 0;

default:

return-EINVAL;

} } 编译好模块后，复制到开发板目录下即可在开发板下执行，点亮led灯。

命令led_test 1 off/on,如此，就可以关闭或点亮一个led灯了！3.3 中断按键控制LED实验 核心代码如下：

注册中断：request_irq(button_irqs[i].irq, buttons_interrupt, button_irqs[i].flags，button_irqs[i].name,(void *)&press_cnt[i]);注册备：register_chrdev(BUTTON_MAJOR, DEVICE_NAME, &s3c24xx_buttons_fops);中断函数：

static irqreturn_t buttons_interrupt(int irq, void *dev_id){

volatile int *press_cnt =(volatile int *)dev_id;

*press_cnt = *press_cnt + 1;/*

ev_press = 1;

wake_up_interruptible(&button_waitq);

return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);} 同理，把它的目标文件放到内核根目录下的drivers/char编译后，把生成的模块文件复制开发板下，即可完成相应的任务，通过按键可以来控制led灯了，同时，可以通过命令cat /proc/devices, cat /proc/interrupt来查看设备及中断的注册情况！

六、实习总结、心得体会：

通过为期将近几周的嵌入式操作系统实习，我收获颇深。这次实习虽然短，可是收获很大，感觉平时上课学到的东西都没有这几天学到的多。正所谓：“实践是检验真理的唯一标准”。这次实习可以形象的概括为：“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”。只有自己经历过才会真正的懂，书本知识还远远不够！

此次嵌入式操作系统实习给我最深的体会就是：理论+细心+实践才能在实际 生产中体现所学知识的价值。

在嵌入式行业发展如此快速完善的今天，理论与细心与实际的完美结合才能让自己在专业领域占有一席之地。在实习中，我初步了解了嵌入式处理器S3C2410的工作原理、也加深了对嵌入式处理器S3C2410的认识；也见识了关于嵌入式处理器的一些工作方式等。

几周的嵌入式操作系统实习结束了，做了好几个小实验，有成功也有失败，然而终究还是学会了很多东西。在整个实习期间，我体会到了自己的进步，并且从中也体会到了它的快乐。实习也让我明白了：第一，通过实践真正觉得自己可以做些什么了有点存在的小成就感；第二，通过嵌入式操作系统实习，加强了我们的动手实践能力和设计创新精神。作为信息时代的大学生基本的动手能力是一切工作和创造的基础和必要条件。第三，在嵌入式操作系统实习的这些日子里，大家的团队精神得到了很大的加强，闭门就会造车那是不可能的事情。

在为期两周的实习当中感触最深的便是实践联系理论的重要性，当遇到实际问题时，只要认真思考，运用所学的知识，一步一步的去探索，是完全可以解决遇到的一般问题的。本次实习的目的主要是：使我们嵌入式操作系统及LINUX相关操作有一定的感性和理性认识，培养和锻炼我们的实际动手能力。使我们的理论知识与实践充分地结合，作到不仅具有专业知识，而且还具有较强的实践动手能力，能分析问题和解决问题的应用型技术人才，为以后的顺利就业作好准备。此次实习学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。在此，感谢老师及其他老师的细心指导，也同样谢谢其他各组同学的无私帮助！

七、参考资料：

1、雅默著.构建嵌入式LINUX系统[M].北京:中国电力出版社.2004年

2、孙琼著.嵌入式LINUX应用程序开发详解[M].北京:人民邮电出版.2003年 3、2410经典实验指导书3.2 北京博创兴业科技有限公司2410经典实验箱配套教材

4、韦东山著.嵌入式LINUX应用开发完全手册

北京：人民邮电出版

第二篇：操作系统课程设计报告

课程设计报告

题 目： 模拟请求页式管理

课程名称： 计算机操作系统 学 院： 信息工程学院

专 业： 计算机科学与技术

班 级： 14计本（1）学生姓名： * * * 学 号： 201403031** 指导教师： * * 成 绩：

开课时间： 2016-2017 学年 一 学期

模拟请求页式管理

第1章 需求分析

1.1设计要求

请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。本设计通过请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式管理的页面置换算法。本实验要求用Vc＋＋或其他高级语言编写和调试。

编写程序实现：

（1）先进先出页面置换算法（FIFO）（2）最近最久未使用页面置换算法（LRU）最佳置换页面置换算法（OPT）设计一个虚拟存储区和内存工作区，编程序演示以上三种算法的具体实现过程，并计算访问命中率。

1.2解决方案

首先确定实现语言使用c#实现图形化界面，后确定要实现哪些功能，比如算法选择，页面添加，模拟控制。然后确定输出结构以便于程序的测试和验证。将基本框架建立后再进行编程。编程前进行算法结构分析最后编程实现。

1.3算法实现原理

1、先进先出置换算法（FIFO）：

发生缺页中断时按照页面进入内存顺序总是淘汰最先进入内存的页面。

2、最近最久未使用置换算法（LRU）：

发生缺页中断时总是淘汰存在内存中最长时间未被使用的页面。

3、最佳置换算法（OPT）：

发生缺页中断时若一个或几个页面将来将不会被调用则按先进先出原则淘汰页面，若将来都有调用则比较调用时刻选择最远时刻页面淘汰。

4、缺页率：缺页次数占页面调用次数的百分比。

第2章 概要设计

2.1数据设计

常变量：调用页面最大数量（MaxN），内存最大页面数（MaxM）待调用页面数组：page_dd[MaxN]存放等待调用的页面号

页面数组专用指针 page_p，用于指向page_dd数组中正需调入内存的页号 内存块数组：Memery[MaxM]，存放内存当前存放的页号 缺页计数器：count，记录缺页次数

内存块状态数组：M1[MaxN],M2[MaxN],M3[MaxN]，记录每次页面调用结束后内存各块的状态

缺页记录数组s[MaxN]，用于记录页面调用时是否产生缺页中断，初始化为是

2.2函数设计

1、页面添加函数：void btnAdd_Click(object sender, EventArgs e)用于实现通过点击按钮实现数据输入。

2、内存初始化函数：init(int[] a, int[] b,int []m1,int[]m2,int[]m3)参数有页面数组、内存数组、状态数组，采用先进先出算法对内存先进行装满 服务于先进先出页面置换函数和最佳置换函数。

3、输出函数：void display(int[]a,int[]m1,int[]m2,int[]m3,char[]c)用于输出模拟结果，参数有页面数组，内存数组，状态数组，缺页记录数组。再模拟之后调用。

4、模拟控制函数：void btnmo_Click(object sender, EventArgs e）用于实现通过单击模拟按钮，根据用户所选算法进行模拟并显示结果。

5、先进先出算法模拟函数：

void FIFO(int[] a, int[] b,int[]m1,int[]m2,int[]m3,char[] s)用于实现先进先出算法模拟，参数有页面数组，内存数组、内存状态记录数组，缺页记录数组。在模拟函数中调用。

6、最近最久未使用算法模拟函数：

void LRU(int[] a, int[] b, int[] m1, int[] m2, int[] m3, char[] s)用于 3 实现最近最久未使用算法模拟，参数有页面数组，内存数组，内存状态记录数组，缺页记录数组。在模拟函数中被调用。

7、最近最久未使用函数辅助函数：void LUR_I(int[] a,int e)用于对最近最久未使用算法中所用辅助数组（记录页面存在时长）进行调整，参数有辅助数组及需调整的数据下标。在最近最久未使用函数中调用。

8、最佳置换算法模拟函数：

void OPT(int[] a, int[] b, int[] m1, int[] m2, int[] m3, char[] s)用于模拟最佳置换算法。参数有页面数组，内存数组，内存状态记录数组，缺页记录数组。在模拟函数中被调用。

9、最佳置换算法辅助函数：void OPT_F(int[] a, int e)用于对最佳置换算法中的辅助数组进行调整。参数有辅助数组，需调整数据下标。在最佳置换算法中被调用。

10、重置函数：void btncz_Click(object sender, EventArgs e)用于重新选择算法进行新的模拟。

2.3主要算法设计

1、初始化函数算法：

第一步：将第一个页面调入内存，调整最佳置换算法辅助数组，缺页计数器加一，保存内存数组状态。

第二步：调用下一个页面并判断内存中是否有本页面有转第三步，无转第四步。第三步：更改缺页数组对应下标值，记录当前内存状态，调整最佳置换算法辅助数组，页面指针指向下一页。

第四步：将页面调入内存，调整最佳置换算法辅助函数，缺页计数器加一，保存内存数组状态。若内存尚不满转第一步。具体见图1初始化算法流程图。

开始页面调入内存缺页计数器加一记录内存状态调用下一页否否内存是否有该页面是记录内存状态修改缺页数组内存已满是结束

图1 初始化算法流程图

2、先进先出页面置换算法：

第一步：检查内存中是否已有需调用页面，有则转第二步，无则转第三步。第二步：记录当前内存状态，修改缺页数组对应下标值。

第三步：内存中无需要调用的页面，进行出队操作，然后进行入队操作，记录内存块状态，缺页计数器加一。

第四步：若页面数组未被调用结束转第一步。具体见图2先进先出算法流程图。

开始页面调入内存该页在内存中是否已存在是否否先出队操作后入队操作记录内存状态修改缺页数组值记录内存状态缺页计数器加一页面调用结束是结束

图2 先进先出算法流程图

3、最近最久未使用置换算法：

第一步：将页面调入内存，记录内存状态，缺页计数器加一，调整辅助数组，页面指针加一。

第二步：检查内存中是否已有所需页面，有转第三步，无转第一步。

第三步：修改缺页数组对应下标记录，记录内存状态，调整辅助数组，页面指针加一。第四步：内存是否已满，无则转第一步，是则转第五步。

第五步：检查内存中是否有所需页面，有则记录当前内存状态，修改缺页数组对应下标值。无则转第六步。

第六步：检查辅助数组找出最大值并记录其下标，置换内存中对应下标的数据，调整辅助数组，缺页计数器加一。

第七步：页面是否调用结束未结束则转第五步。具体见图3最近最久未使用算法流程图。

开始调入页面至内存记录内存状态计数器加一否调整辅助数组调用下一页内存中是否已有该页否内存已满是通过辅助数组确定淘汰页面是修改缺页数组记录内存状态调整辅助数组否页面置换记录内存状态计数器加一调用结束是结束

图3 最近最久未使用算法

4、最佳置换算法：

第一步：检查内存中是否已有所需页面，有则记录内存状态，修改缺页数组对应下标数值。无则转第二步。

第二步：判断内存中各页面的未来调用情况，记录是否还有调用，若有则记录调用时刻。

第三步：分析调用情况，内存中页面都在将来不会被调用转第四步，有一个被调用转第五步，有两个被调用转第六步，全被调用转第七步。

第四步:查找辅助数组找到内存中存在时间最长的页面进行置换，修改内存状态，缺页计数器加一，修改辅助数组。

第五步：查找到不会被调用的页面，并根据辅助数组选择最早进入内存的页面将其置换。修改内存状态，缺页计数器加一，修改辅助数组。

第六步：查找辅助数组找到将来不需要在调用的页面将其置换，修改辅助数组，记录内存状态，缺页计数器加一。

第七步：查找辅助数组，找寻最晚被调用的页面，将其置换。记录内存状态，修改辅助数组，缺页计数器加一。

第八步：页面是否调用完成，否则转第一步。具体见图4最佳置换算法流程图

开始调入页面记录内存状态计数器加一更新辅助函数是页面已存在否向后检查内存当前页面调用情况所有页面都不会再度调用否是一个页面会调用否否是两个页面会调用是否查找辅助数组得到最先进入页面通过辅助数组得到不会再调用的页面通过辅助数组获取最晚调用的页面通过辅助数组得到另外两个页面中最先进入的页面置换页面记录内存状态计数器加一更新辅助函数页面调用结束是结束

图4 最佳置换算法流程图 2.4界面设计

采用c# 设计windows窗体应用程序，使用下拉列表框选择算法，通过按钮添加待调用的页面。通过文本控件显示模拟结果。显示样式：第一行：算法名称；

第二行：调用页面顺序；

第三行至第五行显示内存在每调用一次页面后的状态；

第六行：是否缺页；

最后一行显示缺页率；

第3章 详细设计与实现

3.1函数设计

1、添加按钮功能实现代码

主要功能：实现单击一次添加一个调用页面，并给出相应的提示，如正在输入的是第几次调度页面，在输入为空时能够弹出对话框提示用户，在输入完成时为避免数组越界应在输入完成时隐藏；输入过程中始终保证时输入焦点。private void btnAdd_Click(object sender, EventArgs e){ if(txtAdd.Text!= “")//输入不为空才能继续输入 { page_dd[i_add] = Convert.ToInt32(txtAdd.Text);/*将输入值赋值给页面数组*/ txtShow.Text += txtAdd.Text + ” “;/*显示供用户查阅*/ i_add++;txtAdd.Clear();/*清空*/ if(i_add == MaxN)//输入结束时 { txtAdd.ReadOnly = true;//不允许继续输入 btnAdd.Hide();//按钮隐藏 return;} txtAdd.Focus();//设置为输入焦点

label2.Text = ”第“ +(i_add + 1)+ ”次调度页面：“;/*提示用户正在输入的是第几次调度页面*/ } /*输入为空则弹出对话框提示用户输入为空*/ else { MessageBox.Show(”请输入调用页面！“, ”输入为空“, MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);txtAdd.Focus();} }

2、初始化函数

主要功能：将内存一先进先出方式填满，并记录每个页面进入时间，服务于先进先出页面置换算法和最佳置换算法。

void init(int[] a, int[] b,int []m1,int[]m2,int[]m3){ /*内存未满时循环*/ for(int i = 0;i < MaxM&&page_p

//调整辅助数组将刚进入内存的页面的对应时间 OPT_F(O_Q ,i)； count++;//缺页计数器加一 m1[page_p] = b[0];//保存内存状态 m2[page_p] = b[1];m3[page_p] = b[2];page_p++;//调用下一页面

//检查内存中是否原先就有需要的页面； for(int j = 0;j <= i&&page_p

s[page_p] = 'F';//缺页数组对应数据更改 m1[page_p] = b[0];//记录内存状态 m2[page_p] = b[1];m3[page_p] = b[2];OPT_F(O_Q,-1);//调整最佳置换算法辅助函数 page_p++;//调用下一页 j =-1;//重新开始寻找 } } } }

3、先进先出页面置换函数

主要功能：根据先进先出算法要求在产生缺页中断时采用先进先出方式确定淘汰页面，并在每次页面调用时记录下内存状态，缺页次数；采用循环队列使得每次出队的一定是最先进入内存的。

private void FIFO(int[] a, int[] b,int[]m1,int[]m2,int[]m3,char[] s){ int Fpage_p = page_p;int front, rear;//定义队列对手和对尾指针并初始化 front = 0;rear = MaxM1;int sa;for(;Fpage_p < MaxN;Fpage_p++){ sa = 0;for(int i = 0;i < MaxM;i++)//检查内存中是否已有要调用的页面。

{ if(b[i] == a[Fpage_p]){ m1[Fpage_p] = b[0];m2[Fpage_p] = b[1];m3[Fpage_p] = b[2];s[Fpage_p] = 'F';sa = 1;break;} } if(sa == 0){ front =(front + 1)% MaxM;

rear =(rear + 1)% MaxM;b[rear] = a[Fpage_p];m1[Fpage_p] = b[0];m2[Fpage_p] = b[1];m3[Fpage_p] = b[2];count++;} else continue;} } /*最近最久未使用算法辅助数组调整函数*/ private void LUR_I(int[] a,int e){ int temp;temp = a[e];a[e] = 1;for(int i = 0;i < MaxM;i++){ if(a[i] < temp && i!=e)a[i]++;} } /*最佳置换算法辅助数组调整函数*/ private void OPT_F(int[] a, int e){ if(e!=-1){ a[e] = 0;for(int i = 0;i < MaxM;i++){ if(i!= e)a[i]++;} } else for(int i = 0;i < MaxM;i++){ a[i]++;} } /*最近最久未使用算法*/ private void LRU(int[] a, int[] b, int[] m1, int[] m2, int[] m3, char[] s){

int[] L_Q = new int[MaxM]{3,3,3};int sa;for(int i = 0;i < MaxM && page_p < MaxN;i++){ b[i] = a[page_p];//调入内存 count++;m1[page_p] = b[0];//保存内存状态 m2[page_p] = b[1];m3[page_p] = b[2];LUR_I(L_Q, i);page_p++;for(int j = 0;j <= i && page_p < MaxN;j++){ if(b[j] == a[page_p]){ s[page_p] = 'F';m1[page_p] = b[0];m2[page_p] = b[1];m3[page_p] = b[2];LUR_I(L_Q, j);page_p++;j =-1;} } } for(;page_p < MaxN;page_p++){ sa = 0;for(int i = 0;i < MaxM;i++)//用的页面。{ if(b[i] == a[page_p]){ m1[page_p] = b[0];m2[page_p] = b[1];m3[page_p] = b[2];s[page_p] = 'F';LUR_I(L_Q, i);sa = 1;break;} } if(sa == 0){

检查内存中是否已有要调40 for(int i = 0;i < MaxM;i++){ if(L_Q[i] == 3){ b[i] = a[page_p];m1[page_p] = b[0];m2[page_p] = b[1];m3[page_p] = b[2];LUR_I(L_Q, i);break;} } count++;} else continue;} } /*最佳置换算法*/ private void OPT(int[] a, int[] b, int[] m1, int[] m2, int[] m3, char[] s){ int sa;int O_p;int Ocount;int[] OPT_I=new int [MaxM ]{-1 ,-1 ,-1 };int[] OPT_J=new int [MaxM]{MaxN ,MaxN ,MaxN };for(;page_p < MaxN;page_p++){ for(int i = 0;i < MaxM;i++){ OPT_I[i] =-1;//刷新状态数组 OPT_J[i] = MaxN;} sa = 0;for(int i = 0;i < MaxM;i++)//检查内存中是否已有要调用的页面。

{

if(b[i] == a[page_p]){ m1[page_p] = b[0];m2[page_p] = b[1];m3[page_p] = b[2];OPT_F(O_Q,-1);

s[page_p] = 'F';sa = 1;break;} } if(sa == 0)//缺页 { Ocount = 0;for(int i = 0;i < MaxM;i++){ O_p = page_p + 1;for(;O_p < MaxN;O_p++){ if(b[i] == a[O_p]){ Ocount++;OPT_I[i] = 1;OPT_J[i] = O_p;break;} } } switch(Ocount){ case 0://全部页面以后都不会再度调用 int temp = 0;for(int i = 0;i < MaxM;i++){ if(O_Q[i] > O_Q[temp])temp = i;} b[temp] = a[page_p];m1[page_p] = b[0];m2[page_p] = b[1];m3[page_p] = b[2];OPT_F(O_Q ,temp);count++;break;case 1://有一个页面将在以后调用 temp = 0;for(int i = 0;i < MaxM;i++){ if(OPT_I[i]!= 1 && O_Q[i] > O_Q[temp])temp = i;

} b[temp] = a[page_p];m1[page_p] = b[0];m2[page_p] = b[1];m3[page_p] = b[2];OPT_F(O_Q ,temp);count++;break;case 2: for(int i = 0;i < MaxM;i++){ if(OPT_I[i] ==-1){ b[i] = a[page_p];m1[page_p] = b[0];m2[page_p] = b[1];m3[page_p] = b[2];OPT_F(O_Q, i);count++;} } break;case 3: int p = 0;for(int i = 0;i < MaxM;i++){ if(OPT_J[i] >OPT_J[p])p = i;} b[p] = a[page_p];m1[page_p] = b[0];m2[page_p] = b[1];m3[page_p] = b[2];OPT_F(O_Q, p);count++;break;} } } } /*重置函数*/ private void btncz_Click(object sender, EventArgs e){ comboBox1.SelectedIndex = 0;

txtAdd.Text = ”“;page_p = 0;i_add = 0;count = 0;//txtShow.Text = ”";for(int i = 0;i < MaxM;i++)Memery[i] =-1;for(int i = 0;i < MaxN;i++)s[i] = 'T';} } }

第三篇：操作系统课程设计报告

操 作 系 统

课

程

设

计

实

验

报

告

学院：计算机科学与技术学院

班级：计112

学号：1113022032

姓名:

一、实验名称：

用C++实现驱动调度算法、页面替换算法、银行家算法、处理器调度算法

二、实验要求：

书写实验报告，包括的内容有：

（1）实验题目

（2）程序中使用的数据结构及主要文字说明

（3）带有注释的源程序

（4）执行程序说明，表明各进程控制快的初始状态，以及各算法的运行状态

（5）通过实验后的收获与体会及对实验的改进意见和见解

二、实验目的：

通过自己编程来实现各类操作系统算法，进一步理解操作系统的概念及含义，提高对操作系统的认识，同时提高自己的动手实践能力。加强我们对各类算法的理解。

三、实验内容：

1、实现页面替换算法

（1）FIFO 先进先出页面替换算法

（2）LRU最近最少使用页面替换算法

（3）LFU最少使用频率页面替换算法

2、银行家算法

3、实现驱动调度算法

（1）先来先服务算法

（2）电梯算法

（3）扫描算法

4、实现处理器调度

（1）先进先出处理器调度

（2）时间片轮转法

（3）优先级调度

四、实验原理：

1、页面替换算法

先进先出页面置换算法：该算法总是淘汰最先进入内存的页面，即选择在内存中驻留时间最久的页面加以淘汰。将已调入内存的页面按先后次序链接成一个队列，将最先调入的页面与新页面进行置换

最近最久未使用置换算法：该算法是利用“最近的过去”作为“最近的将来”，将最近最久未使用的页面加以淘汰。将已调入内存的页面按先后顺序链接成一个队列，为每一个页面增加一个访问字段，用来记录一个页面自上次被访问以来所经历的是时间t，当需淘汰一个页面时，选择现有页面中其t值最大，即最近最久未使用的页面加以淘汰

2、银行家算法

先对用户提出的请求进行合法性检查，即检查请求的是不大于需要的，是否不大于可利用的。若请求合法，则进行试分配。最后对试分配后的状态调用安全性检查算法进行安全性检查。若安全，则分配，否则，不分配，恢复原来状态，拒绝申请。

3、驱动调度算法

先进先出算法（FIFO）：总是严格按时间顺序对磁盘请求予以处理。算法实现简单、易于理解并且相对公平，不会发生进程饿死现象。但该算法可能会移动的柱面数较多并且会

经常更换移动方向，效率有待提高

电梯调度算法：总是将一个方向上的请求全部处理完后，才改变方向继续处理其他请求。

扫描算法（scan algorithm）：总是从最外向最内（或最内向最外）进行扫描，然后在从最内向最外（或最外向最内）扫描。该算法与电梯调度算法的区别是电梯调度在没有最外或最内的请求时不会移动到最外或最内柱面。

4、处理器调度算法

先进先出处理器调度：按照作业进入系统后备工作队列的先后次序来挑选作业,先进入系统的作业将优先被挑选进入主存,创建用户进程,分配所需资源,然后移入就绪队列。

时间片轮转法调度算法：调度次序每次把CPU分配给就绪队列进程/线程使用规

定的时间间隔，就绪队列中每个进程/线程轮流的运行一个时间片，当时间片耗尽时，就强迫当前运行进程/线程让出处理器，转而排列到就绪队列尾部，等候下一轮调度。

优先级调度：根据确定的优先级来选取进程/线程，总是选择就绪队列中的优先

级最高者投入运行，即优先级越高，先被调用。

五、数据结构设计

对操作系统的各类算法设计数据结构如下：

页面替换算法：void FIFO()；void LRU()；void LFU()；

银行家算法：void Init()初始化算法

void Bank()银行家算法

bool Safe()安全性算法

驱动调度算法：

struct MagneticHead//磁头构成{

int site;

int count;

bool direct;

}；

struct Range//磁盘磁道范围

{

int mStart;

int mEnd;

};

struct RequestList//请求序列

{

int site;

bool state;

};

struct Data//基本数据集合{

MagneticHead magneticHead;

RequestList *requestList;

int *executeList;

Range range;

int length;

};

处理器调度：

typedef struct pcb//时间片轮转法

{

char pname[N];

int runtime;

int arrivetime;

char state;

struct pcb*next;

}PCB;

typedef struct PCB1//先进先出服务

{

char ID[3];//进程号

char name[10];//进程名

char state;//运行状态

floatarrivetime;//到达时间

floatstarttime;//进程开始时间

floatfinishtime;//进程结束时间

floatservicetime;//服务时间

float turnaroundtime;//周转时间

float weightedturnaroundtime;//带权周转时间

struct PCB1 *next;//指向下个进程

}pcb1;

struct pcb2 {优先级调度

char name[10];

char state;

int super;

int ntime;

int rtime;

struct pcb2* link;

}*ready=NULL,*d;

typedef struct pcb2 PCB2;

六、课程设计总结

在本次课程设计中，就是讲平时所做的实验结合起来，实现操作系统的各类算法，了解操作系统的运行原理以及其基本概念，更好的将操作系统的原理很好的展现出来。同时，在本次实验中遇到了很多问题，需要我们仔细的检查和修改。其次，实验中为了能更好的体现各类算法的运行情况，需要做一个清晰的界面，以能清楚地看出运行结果。

第四篇：操作系统课程设计报告

操作系统课程设计报告

专 业：计算机科学与技术 学 号： 姓 名: 提交日期：

操作系统课程设计报告

【设计目的】

（1）本实验的目的是通过一个简单多用户文件系统的设计，加深理解文件系统的内部功能和内部实现。

（2）结合数据结构、程序设计、计算机原理等课程的知识，设计一个二级文件系统，进一步理解操作系统。

（3）通过分对实际问题的分析、设计、编程实现，提高学生实际应用、编程的能力 【设计内容】

为Linux系统设计一个简单的二级文件系统。要求做到以下几点： 1.可以实现下列几条命令：

login 用户登录

dir 列目录

create 创建文件

delete 删除文件

open 打开文件

close 关闭文件

read 读文件

write 写文件

cd 进出目录

2．列目录时要列出文件名，物理地址，保护码和文件长度 3．源文件可以进行读写保护 【实验环境】 Windows xp/7 C++/VC++

【相关知识综述】

1、文件系统

文件系统是操作系统用于明确存储设备（常见的是磁盘，也有基于NAND Flash的固态硬盘）或分区上的文件的方法和数据结构；即在存储设备上组织文件的方法。操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。文件系统由三部分组成：文件系统的接口，对对象操纵和管理的软件集合，对象及属性。从系统角度来看，文件系统是对文件存储设备的空间进行组织和分配，负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，控制文件的存取，当用户不再使用时撤销文件等。

2、位示图

位示图是利用二进制的一位来表示磁盘中的一个盘块的使用情况。当其值为“0”时，表示对应的盘块空闲；为“1”时，表示已经分配。有的系统把“0”作为盘块已分配的标记，把“1”作为空闲标志。(它们的本质上是相同的，都是用一位的两种状态标志空闲和已分配两种情况。)磁盘上的所有盘块都有一个二进制位与之对应，这样，由所有盘块所对应的位构成一个集合，称为位示图。

操作系统课程设计报告

【设计思路】

本文件系统采用两级目录，其中第一级对应于用户账号，第二级对应于用户帐号下的文件。另外，为了简便文件系统未考虑文件共享，文件系统安全以及管道文件与设备文件等特殊内容。

首先应确定文件系统的数据结构：主目录、子目录及活动文件等。主目录和子目录都以文件的形式存放于磁盘，这样便于查找和修改。

用户创建的文件，可以编号存储于磁盘上。如：file0,file1,file2„并以编号作为物理地址，在目录中进行登记。

【程序主要流程图】

否

验证是否成

功？

是

目录

右键进行选择 操作

新建目录新建文件打开文件

结束

开始登录删除属性 2

操作系统课程设计报告

【源程序清单】

typedef struct

//文件结构体 /*the structure of OSFILE*/ { int fpaddr;

/*file physical address*/

int flength;

/*file length*/

int fmode;

/*file mode:0-Read Only;1-Write Only;2-Read and Write;3-Protect;*/

char fname[MAXNAME];

/*file name*/ } OSFILE;

typedef struct

//用户文件目录结构体 user file directory /*the structure of OSUFD*/ { char ufdname[MAXNAME];

/*ufd name*/ OSFILE ufdfile[MAXCHILD];

/*ufd own file*/ }OSUFD;

typedef struct

//登陆

/*the structure of OSUFD'LOGIN*/ { char ufdname[MAXNAME];

/*ufd name*/

char ufdpword[8];

/*ufd password*/ } OSUFD_LOGIN;

typedef struct

//文件打开模式 /*file open mode*/ { int ifopen;

/*ifopen:0-close,1-open*/

int openmode;

/*0-read only,1-write only,2-read and write,3-initial*/ }OSUFD_OPENMODE;

void DeleteF()/*Delete File*/ { int i,j,k=0;char str[255],str1[255];char fname[MAXNAME];k=ExistD(dirname);//获取用户的序号

printf(“Please input filename:”);gets(fname);//获得需要打开的文件名fname

for(i=0;i

if(strcmp(strupr(ufd[k]->ufdfile[i].fname),strupr(fname))==0)

{

操作系统课程设计报告

}

}

void OpenF()/*Open File*/ { int i,k=0;char fname[MAXNAME];//printf(“nnC:%s>”,strupr(dirname));k=ExistD(dirname);printf(“Please input filename:”);gets(fname);//获得需要打开的文件名fname

for(i=0;i

if(strcmp(strupr(ufd[k]->ufdfile[i].fname),strupr(fname))==0)

{

ifopen[k][i].ifopen=1;//打开文件

ifopen[k][i].openmode=ufd[k]->ufdfile[i].fmode;//将读写属性赋值

//test// printf(“i=%d,k=%dn”,i,k);

///test// printf(“openmode=%dn”,ifopen[k][i].openmode);

printf(“Open file successfully!n”);

break;//打开文件则跳出循环 itoa(ufd[k]->ufdfile[i].fpaddr,str,10);//itoa函数，把数字转换成字符串

strcpy(str1,“file”);strcat(str1,str);strcpy(str,“c:osfilefile”);strcat(str,str1);strcat(str,“.txt”);//str为文件的物理路径

if(remove(str)==0)

//调用remove函数删除 第k个用户的第i个文件ufd[k]->ufdfile[i]

{

fpaddrno[ufd[k]->ufdfile[i].fpaddr] = 0;//位示图置为0，表示没被占用

for(j = i;j<=fcount[k]-1;j++)//文件顺序往前移一位

ufd[k]->ufdfile[j] = ufd[k]->ufdfile[j+1];

fcount[k] = fcount[k]-1;//文件数-1

printf(“Delete file successfully!n”);

//除了删除原文件，还要 删除dir中的东西

} else

printf(“Delete file fail!n”);break;}

操作系统课程设计报告

}

} }

void CloseF()/*Close File*/ {

int i,k=0;char fname[MAXNAME];

k=ExistD(dirname);printf(“Please input filename:”);gets(fname);//获得需要关闭的文件名fname

for(i=0;i

if(strcmp(strupr(ufd[k]->ufdfile[i].fname),strupr(fname))==0)

{

ifopen[k][i].ifopen=0;//关闭文件

ifopen[k][i].openmode=4;//fmode改为初始值4

printf(“Close file successfully!n”);

break;

}

} }

void WriteF()/*Write File*/ { int i,k,n=0;char fname[MAXNAME];char str[255],str1[255];int flag=1;

if(strcmp(strupr(ltrim(rtrim(dirname))),“")==0)

{

printf(”nError.Please convert to ufd dir before read.n“);

wgetchar=1;

return;} printf(”nCaution:Open file firstn“);printf(”Opened File(s)List:n“);k=ExistD(dirname);

操作系统课程设计报告

for(i=0;i

//文件属性为只写或者是读写才能write

{

printf(”%15s“,ufd[k]->ufdfile[i].fname);

n++;} if((n%4==0)&&(n!=0))printf(”n“);

} printf(”n%d files openned.n“,n);

if(n==0)wgetchar=1;if(n!=0){ printf(”nPlease input FileName:“);gets(fname);ltrim(rtrim(fname));i=ExistF(fname);if(i>=0){

if(ifopen[k][i].ifopen==1)

{

if((ifopen[k][i].openmode==1)||(ifopen[k][i].openmode==2))

{

itoa(ufd[k]->ufdfile[i].fpaddr,str,10);

strcpy(str1,”file“);

strcat(str1,str);

strcpy(str,”c:osfilefile“);

strcat(str,str1);

strcat(str,”.txt“);//物理路径

int length=0;

char c;

printf(”Please input text('#' stands for end):n“);

fp_file=fopen(str,”ab+“);//在文件末尾加 add bit

while((c=getchar())!='#')//以#为结尾

{

fputc(c,fp_file);

if(c!='n')length++;

}

//fprintf(fp_file,”n“);

操作系统课程设计报告

fclose(fp_file);

ufd[k]->ufdfile[fcount[i]-1].flength += length;//原长度加输入长度

printf(”n'%s' has been written successfully!n“,fname);

}

else

{

printf(”nError.'%s' has been opened with WRITE ONLY mode.It isn't read.n“,fname);

wgetchar=1;

}

}

else

{

printf(”nError.'%s' is in closing status.Please open it before readn“,fname);

wgetchar=1;

}

}

else

{

printf(”nError.'%s' does not exist.n",fname);

wgetchar=1;

} } }

操作系统课程设计报告

【测试结果】

1、创建用户

2、创建文件，并且打开读取文件

操作系统课程设计报告

3、写文件

4、删除文件

操作系统课程设计报告

【设计总结】

这两周的课程设计时间非常短，从中学到了很多知识，也为我们的学习提供了良好的实践平台。首先，通过老师的细心指导和同学们的相互帮助，让我对题目【二级文件系统】有了进一步了解。接下来，主要是研究老师所给的大部分代码，参考他的基本思路，并且思考每一个结构体在代码中的具体作用。这期间和一些同学交流了各自的思路，在交流中，大家渐渐的明确了这个程序的思路、框架结构等。我们所做的主要是补充了删除文件，打开文件，关闭文件，写文件这几个部分。

代码编写完了之后，实现了题目所要求的基本功能，但是在测试的过程中，还发现了这个程序存在各种各样的bug。不断的测试修改后，得到完善。

这次课设最大的收获在于：学会交流以及相互帮助。在大家的交流沟通之中，我们解决了一个又一个难题。

在这次课设中，我还意识到，要把这门课真真正正地学好，不单单只是为了能够应付考试，平时还要多加学习，多加努力才对。

【参考文献】

【1】C语言程序设计（第三版）谭浩强

【2】计算机操作系统教程(第三版).张尧学 史美林 张高

【3】计算机操作系统,西安电子科技大学出版社，方敏主编,2004.8

第五篇：嵌入式操作系统课程报告

华北水利水电大学

North China University of Water Resources and Electric Power

嵌入式操作系统课程报告

题目 嵌入式系统课程综和论述

学 院 物理与电子学院

专 业 电子信息工程

姓 名 李天泽

学 号 201816516

组 员

完成时间 2020.12.22

目 录

一、嵌入式系统的介绍

（1）、嵌入式系统的概念……………………………………3

（2）、嵌入式系统的特点……………………………………4

二、嵌入式系统的发展和应用……………………………5

三、总结和心得……………………………………………7

参考文献……………………………………………7

附录…………………………………………………8

摘要：

如今，嵌入式系统经过半个多实际的发展和革新，在各个产业都可以看见它的身影。在电子消费领域，它已经广泛应用于手机、VCD、数字电视和路由器等常见家用电器和电子产品，或许在你的家里有着几十甚至几百个微型嵌入式计算机无时无刻地不在为你服务。

在工业控制方面，一辆豪华轿车的控制系统就包含着至少50个嵌入式微处理器，它们分布于火花塞、传动轴和安全气囊等等。而一架先进的飞机，一台人造卫星就可能包含着几十套嵌入式系统和上百台微型嵌入式计算机，没有这些装载，飞机和卫星的控制系统就不能有效地工作，它们的导航系统就不能满足严格的要求。

在通信领域也有着数不胜数的嵌入式系统的应用，由于带宽网络的发展，交换机、路由器和各种传输设备等都逐渐需要更多的嵌入式系统来满足它们互联的需求，而这些基于32位的嵌入式系统品种多样，绝大多数都价格低廉，能够为企业和家庭的网络选择提供更加廉价而多样的方案。

一、嵌入式系统的介绍

1、嵌入式系统的概念：

上世纪的40年代人类社会诞生了当时最伟大的发明之一——计算机。1946年宾夕法尼亚大学研制出了世界上第一台计算机“ENIAC”，吹响了人类向信息时代进发的号角。如今半个多世纪过去了，总体来看，计算机已经经历了两个大的发展阶段:大型计算机阶段和个人中小型计算机阶段。而今后，计算机技术将迈入下一个充满机遇和挑战的新阶段—— “无处不在的计算机”阶段，即“后PC发展阶段”。“无处不在的计算机”是指在数以千计乃至万计的计算机之间彼此相互关联，其与使用者的比例高达100%，这些计算机中包括有传统的通用式计算机和嵌入式计算机，而后者占绝大多数，可以达到95%的比例。

施乐公司研究中心的主任Mark Weiser 认为:“以长远的发展来看,PC和计算机工作站将逐渐衰落，因为计算机将会变得无处不在，它们会在墙上,在手腕上，在口袋里等等，计算机将会像手写纸一样,随用随取，伸手可得。”

目前全世界范围的计算机研究者都在逐步形成一种共识，那就是在计算机将来的发展中，它必然不会成为像科幻电影中的那种会背叛人类，伤害人类的机械怪物，恰恰相反它们将变得小巧玲珑而且无处不在。它们会出现在任何你能看的见、听得到、摸得着的地方,功能强大而且随处可用，这就是“无处不在的计算机”。

嵌入式计算机系统就是所谓的“看不见的计算机”，一般情况下它只是运行平台，并不能作为独立的开发平台来使用。而且它不能够被用户编程,对用户的I/O接口是专用的。所以不严谨地说：任意包含可编程计算机的设备而且这种设备不是作为通用计算机而设计的都可以称作嵌入式系统。

时至今日嵌入式系统已经逐渐渗透到人们的日常生活中，但因为其不同的应用形式和相异的名称，目前对嵌入式系统还没有一个统一的定义。但一般认为，它有以下概念：

（1）嵌入式系统的中心是应用功能，基础是计算机技术，其软件和硬件可以裁剪，对应用系统的功能、可靠性、成本、体积大小和功率损耗都有十分严格的要求和指标。

（2）国际电气和电子工程师协会认为嵌入式系统的定义是“Device used to control, monitor, or assist the operation of equipment , machinery or plants.”

（3）嵌入式系统是计算机技术、半导体技术、电子技术等与各个行业的具体应用相结合后的产物，是一个技术集中、资源集中、应用高度分散、技术不断革新的集成系统。

2、嵌入式系统的特点：

1）嵌入式系统通常都是多样的有特定应用功能的软硬件综合体，用于特定的任务,其硬件和软件设计都是高效而简洁的。其中嵌入式软件的应用程序和操作程序是一体化的，不同于传统的通用计算机操作系统和应用程序有着分明的界限。

2）嵌入式系统能够受到多个处理器和体系结构的支持，不同于通用的计算机只能够使用少数的处理器类型和体系结构。目前已经生产有上千种嵌人式微处理器和几十种微处理器的体系结构，其中比较主流常见的有ARM,MIPS, PowerPC,X86和SuperH等。

4）嵌入式系统有实时性和可靠性的特点，其主要表现在：目前绝大多数实时操作系统都是嵌人式系统；嵌人式系统都有实时性的要求，其软件通常都是固化或直接加载到内存中运行的，启动十分快速

另外，嵌人式系统通常都有处错能力和自动复位的功能,目前在绝大多数嵌式系统中都包含着用于保证系统运行可靠性的软硬件处理机制，比如看门狗定时器和内存保护重启机制等。

5）嵌入式系统通常都使用可以适应多种类型处理器、可裁剪量轻、实时性和可靠性高以及可以固化的。同嵌入式微处理器，嵌入式的操作系统也是多种多样的，不仅可以支持多种处理器，还可以进行裁剪量轻来匹配应用的功能，而且规模较小，能够节省资源等等。

二、嵌入式系统的发展和应用

第一代电子计算机体积大，耗电快，而且可靠性和实时性都无法满足嵌入式计算的要求。到了20世纪60年代，由晶体管、磁芯存储制造的第二代计算机开始用于航海航空等领域，它的CPU能够处理从电子系统传来的信号，具有了数据总线的一些基本特性。而与此同时，嵌人式计算机也逐步应用于工业和制造等方面。

至60年代末，采用集成电路的第三代计算机问世，1965年发射Gemini3号是人们第一次使用机载数字计算机。而后的阿波罗探测飞船则使用了嵌人式计算机系统来提供和保障人机的交互功能来用于引导飞行。1963年DEC公司推广了第一台商用小型机，它具有嵌入式系统的结构，具备单总线结构、高速寄存器和实时性、可靠性强的中断系统以及交叉存取功能，标志着嵌入式系统的兴起。

1971 年,英特尔公司成功推出了世界上第一片微处理器Intel 4004。它的体积小、质量轻、价格实惠、使用方便，在当时销量很好，Intel公司将它进一步改进后推出了4位的微处理器4040和8位的8008。

1973-1977 年短短四年之间全球许多厂家推出了各种各样的8位微处理器，其中比较流行的有英特尔公司的8080/ 8085系列，摩托罗拉公司的6800/6802系列，齐洛格公司的Z80和罗克韦尔公司的6502等。这些微处理器的广泛应用为嵌入式系统开辟了广阔的市场，促成了嵌入式系统的快速发展。计算机厂商开始以插件的形式为用户提供所需的OEM产品，并构成符合用户要求的微型控制计算机，嵌入到系统设备中。

嵌入式系统的大发展还要归功于20世纪80年代软件技术的进步。最初的嵌入式计算机的软件都是十分专用的，其程序也只能用汇编语言来编写，因此嵌入式系统的开发周期过长，效率太低，不利于广泛地推广和应用。得益于微电子技术的进步，嵌入式计算机的软件开发不再局限于汇编语言，可以使用C或PL等高级语言，是编程更加多样和简洁化，加快了嵌入式系统的开发效率。时间步入20世纪90年代，当时对分布控制、柔性制造和数字通信电等技术有着巨大需求，而这种需求也刺激着嵌人式系统的软硬技术的革新和发展，促进了嵌入式系统的应用扩大化。

如今，嵌入式系统经过半个多实际的发展和革新，在各个产业都可以看见它的身影。在电子消费领域，它已经广泛应用于手机、VCD、数字电视和路由器等常见家用电器和电子产品，或许在你的家里有着几十甚至几百个微型嵌入式计算机无时无刻地不在为你服务。

在工业控制方面，一辆豪华轿车的控制系统就包含着至少50个嵌入式微处理器，它们分布于火花塞、传动轴和安全气囊等等。而一架先进的飞机，一台人造卫星就可能包含着几十套嵌入式系统和上百台微型嵌入式计算机，没有这些装载，飞机和卫星的控制系统就不能有效地工作，它们的导航系统就不能满足严格的要求。

在通信领域也有着数不胜数的嵌入式系统的应用，由于带宽网络的发展，交换机、路由器和各种传输设备等都逐渐需要更多的嵌入式系统来满足它们互联的需求，而这些基于32位的嵌入式系统品种多样，绝大多数都价格低廉，能够为企业和家庭的网络选择提供更加廉价而多样的方案。

时至今日，嵌入式系统的应用已经从微至著，广泛分布。但它还在不断地更新发展，其构成的计算机也会变得更小巧，更灵敏，更高效，更智能，相信在未来的某一天，会如Mark Weiser所说的那样：“它们会在墙上,在手腕上，在口袋里，就像手写纸一样,随用随取，伸手可得。”

三、总结和心得

嵌入式系统作为一门计算机开发的学科，有着不同于传统通用计算机系统的特点和概念，具有独特长处。同时它的应用遍布于电子消费、通信工程、工业控制和军事国防等多种领域，其发展前景是非常广阔的，是一门十分值得深入学习和研究的学科。

通过一个学期的学习，我了解了许多嵌入式实时操作系统的应用知识，比如“任务的管理和调度”、“同步、互斥与通信”以及“中断和时间管理”等全新的理论知识，同时也通过多次的实验操作理解了对嵌入式系统软硬件工作方式和应用。所谓温故而知新，通过撰写课程报告，我对嵌入式系统的各个方面有了新的了解，大大提高了对这门学科的兴趣，在今后的学习中，我也会更加深入地去学习这门课程的相关内容，丰富自己的知识领域，开阔眼界，掌握更多的技能，为自己将来的发展做好铺垫。

参考文献：

甄鹏------《嵌入式实时Linux的移植及应用技术的研究》2008，（02）

郭军------《基于Petri网的嵌入式系统高层级设计方法与技术研究》2007,(04)

吴敏------《基于嵌入式的家庭网关控制平台的研究与设计》2007,(05)

刘青云;焦铬-------《嵌入式Web Service模型实现及应用》2019,(01)

田婧---------《嵌入式μCOSⅡ在DSP中的移植与应用研究》2007,(04)

附录

附查重报告：