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激光打标机软件实时性分析

2020-3-9 18:11:48

5.1 实时性分析


首先简单介绍 Windows98 的核心组成,见图 5-1 所示,Windows98 的内核由三部分组成——用户、核心、及图形界面(GDI),这三个部分各自对应一个动态链接库(DLLs)来为运行的应用程序提供服务“用户”部分管理从键盘、鼠标以及从其它的输入设备得到的输入,并将它们输出到相应的用户接口中“核心”提供基本的操作系统功能:包括文件的 I/O 服务、虚拟内存管理和任务的规划,当要运行一个程序时“核心”加载应用程序所需的 EXE 文件和 DLL 文件。

过去的实时系统,一般都是基于 DOS 操作系统。DOS 是一个过程控制系统, 也是独占式操作系统,程序员开发实时系统对程序下一步要做什么完全可以控制,即使程序被中断也不必担忧,因为中断执行完毕后仍返回被中断的程序流程,而且 DOS 允许修改中断向量,允许直接与硬件打交道,所以实时性很强。

Windows98 是事件驱动的操作系统。事件转换成消息,在系统或应用程序消息队列中排队,通过消息队列的流动来完成任务。但事件的产生是随机的,因此程序下一步作什么也是未知的。

由于 Windows98 强制实现同 MS-DOS Windows3.1 百分百的兼容,所以在Windows98 中包含了大量老的 Windows3.1 MS-DOS 16 位代码,这就导致大量来自 Windows3.1 MS-DOS 的早期 16 位代码在 Windows98 中不可重入,包括多数的图形和窗口管理函数(USER GDI)。当 Windows98 中的一个 32 位程序试图调用一个不可重入的 16 位代码实现的系统服务时,必须首先获得一个系统范围的锁定(或互斥)来阻止其他线程进入这段不可重入的代码。更糟糕的足,16 位应用程序在运行时保存这个锁定。因此,尽管 Windows98 的核心包含抢先的 32 位多线程调度程序, 但由于系统的大部分仍在不可重入代码中执行,因而应用程序在多数时间内运行单个线程。

因此,在 Windows98 应用系统中,体现为调度的基本单位是线程。如果这个线程在响应某个消息时始终占用 CPU,则系统的其他线程很可能不能获得系统资源。因此,在 Windows98 应用层上体现出来的,还是一个非抢先式的系统,可以说Windows98 并不是完全意义上的 32 位抢先多任务系统。当各种事件发生较为频繁而事件处理时间较长时,一些事件就会因此而不能及时响应,这会给具有实时响应要

求的工业控制系统带来潜在的可靠性问题,可能会因操作中引发某事件而导致有实时响应要求的控制响应发生延误,使控制的可靠性得不到保证。


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