操作系统习题课及实验室简介
2000年 11月 1日星期三礼教 213
Mr,Yang RuiDuo
内容简介
操作系统习题讲解
嵌入式操作系统简介
实验室简介
自由提问操作系统习题讲解主题：进程及其相关问题
1。程序、进程、线程谈谈你对,程序,,,进程,,,线程,这三个概念的理解，尤其要注意它们的区别。考虑进程在运行、就绪、阻塞三种状态间的转换，其中哪些,转换,
是不可能发生的？在哪些情况下，一个正在运行的进程会停止运行？请对比这些情况下停止运行的原因。
程序与进程之间的区别进程更能真实地描述并发，而程序不能进程是由程序和数据两部分组成的程序是静态的，进程是动态的进程有生命周期，有诞生有消亡，短暂的；而程序是相对长久的一个程序可对应多个进程，反之亦然进程具有创建其他进程的功能，而程序没有进程和线程进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的独立单位。
线程是 CPU调度的最小单位。
运行就绪 等待进程的状态及其转换
问题：
进程有无如下状态转换，为什么？
（ 1）等待 —运行
（ 2）就绪 —等待解答：
（ 1）不能,等待－就绪－运行
（ 2）不能,就绪－运行－等待
FORK
采用一种你所熟悉的编程语言，编写一个过程，来模拟 fork（ 创建进程）原语的功能。（可以自己定义所需的数据结构）
算法,fork
输入：无输出：父进程是子进程的 PID
对子进程是 0
{
检查可用的内核资源；
取一个空闲的进程表象和唯一的 PID
号；
检察用户没有过多的运行进程；
将子进程的状态设为,创建,状态；
将父进程的进程表象的数据拷贝到子进程表象中；
当前目录的索引节点和改变的根目录
（ 如果可以 ） 的引用数加 1；
在内存中作父进程上下文的拷贝 （ u区
,正文,数据,栈 ） ；
在子进程的系统级上下文中压入虚设系统级机上下文层；
/*虚设上下文层中含有使子进程能识别自己的数据,并使子进程被调度时从这里开始运行；
*/
if(正在执行的进程是父进程 )
{
将子进程的状态设置为,就绪,状态；
return（ 子进程的 PID） ;/*从系统到用户 */
}
else/*正在执行的进程是子进程 */
{
初始化 u区的计时域；
return(0);/*到用户 */
}
}
系统调用 fork的算法
2.课本 50页第 20题
T/(T+取下整 (T/Q)*S+S)
T/(T+S);
T/(T+S);
T/(T+取上整 (T/Q)*S)
50%
0
3.下列解决互斥的方法各有什么缺陷？
a) 关中断
b) 设置 lock变量
c） Peterson算法
4.Sleep/Wake-up方法
如果简单的采用 SLEEP/WAKE-UP方法
（课本 P28图 2－ 10）来实现生产者－消费者问题，有可能导致生产者和消费者同时处于睡眠状态。是什么原因导致了这个缺陷？改用信号量的方法（课本 P30
图 2－ 11）能解决上述缺陷吗？若能，它是怎样解决的？若不能，你认为如何改进算法才能解决？
5.PV操作的问题问题：
推广读写者问题中的消息缓冲处理。消息缓冲区为 k个，有 m个发送进程,n个接收进程，每个接收进程对发送来的消息都必须取一次
Type BufferType = Record
msg:MessageType;
count:integer;
mutex:semaphore; {初值为 1}
empty,semaphore; {初值为 1}
full,array [1..n] of semaphore；
{初值全为 0}
End
Var mutex,semaphore; {初值为 1}
s,integer; {初值为 0}
buff,array [0..k-1] of BufferType;
{ k是缓冲区大小； n是接收进程个数 }
{ m是发送进程个数，通过 s 进行“写互斥” }
Procedure Sender_i(i:integer);
{ i 为发送进程的标号 }
Var s0,j,integer;
Begin
Repeat
P(mutex);
s0:=s;
s:=(s+1) mod k;
V(mutex);
P(buff[s0].empty)；
在 buff[s0].msg中写信息；
P(buff[s0].mutex)；
buff[s0].count:=n;
V(buff[s0].mutex);
For (j:=1 to n do)
V(buff[s0].full[j]);
Until false;
End
Procedure Recvr(i:integer);
{ i 为接收进程的标号 }
Var j,integer;
Begin
j:=0;
Repeat
P(buff[j].full[i]);
从 buff[j].msg中读信息；
P(buff[j].mutex)；
buff[j].count:= buff[j].count-1;
If (buff[j].count=0)
Then V(buff[j].empty)；
V(buff[j].mutex);
j:=(j+1) mod k
Until false;
End
6.读者写者的问题第二类读者写者问题（写者优先）
1）共享读
2）互斥写、读写互斥
3）写者优先于读者（一旦有写者，则后续 读者必须等待，唤醒时优先考虑写者）
Var
mutex,semaphore; {互斥信号量，初值为 1}
R,semaphore; {对应读者等待队列，初值为 0}
W,semaphore; {对应写者等待队列，初值为 0}
{一般变量,}
Writing,Boolean; {初值 false,有写者正在写 }
rc,integer; {初值 0,共享读的读者数 }
rq,integer; {初值 0,等待队列中读者数 }
wq,integer; {初值 0,等待队列中写者数 }
Begin
P(mutex);
If (Writing OR wq<>0)
Then Begin
rq:=rq+1;
V(mutex);
P(R);
P(mutex);{resume}
End;
rc:=rc+1;
V(mutex);
Read();
P(mutex);
rc:=rc-1;
If (rc=0 AND wq<>0)
Then Begin
wq:=wq-1;
Writing:=true;
V(mutex);
V(W);
End;
Else V(mutex) ;
End
读者进程
(a) 检测是否有写者并处理
(b) Inc(rc)
(c) Read()
(d) Dec(rc)
(e) 处理写者等待队列
Begin
P(mutex);
If (Writing OR rc>0)
Then Begin
wq:=wq+1;
V(mutex);
P(W);
End;
Else Begin
Writing:=true;
V(mutex);
Write();
P(mutex);
If (wq<>0)
Then Begin
wq:=wq-1;
V(mutex);
V(W);
End
Else
If (rq>0)
Then Begin
Writing:=false;
While (rq>0)
Begin
rq:=rq-1;
V(R) ;
End
End
Else Begin
Writing:=false;
V(mutex);
End
End
写者进程
(a) 检测是否有进程正在读写
(b) Writing(T); Write(); Writing(F)
(c) 处理写者等待队列 ;处理 Reader等待队列
7。对 PV操作的修改对 P/V 操作定义作以下修改
P(s),s:=s-1;
If s<0
Then 将本进程插入相应队列末尾等待；
V(s),s:=s+1;
If s<=0
Then
从等待队列队尾取一个进程唤醒，
插入就绪队列问题：
1）这样定义 P,V操作是否有问题？
不合理：先进后出；可能“无限等待”
2）用这样的 P,V操作实现 N个进程竞争使用某一共享变量的互斥机制。
思路：令等待队列中始终只有一个进程。
将,栈” 变成,队列”
Var S:array [1..n-1] of semaphore;
{ n为进程数目； S[i]初值为 i； S[n]到
S[1]的作用好象是 n 层筛子 }
Procedure Pi;
Var i:integer;
Begin
Repeat
Pre_Do_it();
For i:=n-1 Downto 1 Do
P(S[i]);
Do_It_In_Critical_Section;
For i:=1 To n-1 Do
V(S[i]);
Post_Do_it();
Until false;
End
3）对于 2）的解法，有无效率更高的方法。
如有，试问降低了多少复杂性？
上述解法每次都需要做 2n次 P/V操作，
性能低下。采用二叉树的思想，改进如下：
S[1..4]
P[1..4]
S1 S2
S3
让信号量处于不同的层次上，每个信号量至多控制两个进程（对两个进程进行同步）
P1 P2 P3 P4
Procedure P1;{ P2 is the same }
Begin
Repeat
P(S1);
P(S3);
Do_It();
V(S3);
V(S1);
Until false;
End;
Procedure P3;{ P4 is the same}
Begin
Repeat
P(S2);
P(S3);
Do_It();
V(S3);
V(S2);
Until false;
End;
不妨设有 4个进程 P1..P4，
Var S1,S2,S3,semaphore; {初值为 1}
假设共有 2N个进程争用临界区；
时间复杂性,2N vs N； 空间复杂性,2N vs 2N－ 1
8.理发师问题理发师问题理发店里有一位理发师,一把理发椅和 N把供等候理发的顾客坐的椅子,如果没有顾客,则理发师便在理发椅上睡觉,当一个顾客到来时,他必须先唤醒理发师,如果顾客到来时理发师正在理发，则如果有空椅子，可坐下来等；否则离开。
顾客进程 i:
P(Sn);{门外观望 }
P(mutex);
进门；
V(mutex);
V(S);
等候；
理发；
V(Sn)
P(mutex);
出门；
V(mutex);
Var Sn,semaphore; {位子数目，初值为 n}
S,semaphore; {理发师睡觉，初值为 1}
mutex,semaphore; {初值为 1}
理发师进程,
Repeat
P(S);
P(mutex);
叫人理发；
V(mutex);
理发；
Until false;
9.用 P.V操作来实现 Receive原语,
Receive（ S,M）
Begin
根据 S找发送进程,如果没找到出错返回 ;
申请缓冲区消息
P（ s-m）；
P(m-mutex);
将载有消息的缓冲区从消息链中取出 ;
V(m-mutex);
把消息从 M处 copy到 receiver的信息空间 ;
P(b-mutex);
是缓冲区为空；
V(b-mutex);
V(s-b);
End
其中 s-b初值,n ;s-m初值,0
10.安全序列的问题设系统中有 4个进程 P1,P2,P3和 P4.在某一时刻系统状态如下：
最大需求量 已分配资源量
P1 6 2
P2 7 4
P3 3 2
P4 2 0
剩余资源量 1
1系统是否处于安全状态？ 如是,则给出所有的进程安全序列,
2如果进程 P4申请 2个资源，能否实施分配？为什么？
P3,P4,P2,P1
P3,P2,P4,P1
P3,P2,P1,P4
P4申请,不能分配，否则不安全如果忽然所有的客户都申请最大限额，而银行家无法满足其中任何一个的要求，那么产生死锁。（ p178)
从安全状态出发，系统能够保证所有进程都能够完成；
而从不安全状态出发，不存在这样的保证。 (p177)
嵌入式系统的介绍何为嵌入式系统？
嵌入式系统是指操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中。简单的说就是系统的应用软件与系统的硬件一体化，
类似与 BIOS的工作方式。具有软件代码小，高度自动化，响应速度快等特点。
特别适合于要求实时的和多任务的体系。
嵌入式实时多任务操作系统
实时多任务操作系统（ Real Time
Operating System)是根据操作系统的工作特性而言的。实时是指物理进程的真实时间。实时操作系统是指具有实时性，
能支持实时控制系统工作的操作系统。
首要任务是调度一切可利用的资源完成实时控制任务，其次才着眼于提高计算机系统的使用效率，重要特点是要满足对时间的限制和要求 。
嵌入式实时多任务操作系统
对于分时操作系统，软件的执行在时间上的要求，并不严格，时间上的错误，
一般不会造成灾难性的后果。
嵌入式实时多任务操作系统
实时操作系统的重要特点是具有系统的可确定性，即系统能对运行情况的最好和最坏等的情况能做出精确的估计。
实时操作系统的需求
实时操作系统一定要保证各类实时进程的正确运行
周期运行的实时进程
非周期的实时进程
不同优先级的实时进程
实时操作系统应该是抢先式多任务的
在实时操作系统中，在保证实时进程正确运行的基础上才考虑资源的有效利用嵌人式实时操作系统
--RTOS应用无处不在
RTOS 的全球市场规模
据 EMF报告 1998和 1999年全球嵌人式市场规模
1998 1999
单板 19.691亿美圆 21.879亿美圆
RTOS 3.054亿美圆 3.620亿美圆开发工具 7.858亿美圆 9.184亿美圆开发工具含 ICE/JTAG,逻辑分析仪，编程器和软件编译器和调试器等系统软件开发和研究人员应该具有的素质
精通操作系统原理
通过计算机操作系统专业课程的学习,熟悉操作系统的组成,结构,以及操作系统核心中的一些常用的数据结构和算法 。
精通 C语言和汇编语言
要求精通 ANSI C,能够熟练使用 gcc,make等工具；
能够熟练使用 i386的汇编语言,要求掌握 Intel和
AT&T两种汇编语言格式；能够使用 C语言和汇编语言联合编程；对于 C语言编译后生成的可执行文件,
要求能够在汇编语言一级上理解 。
系统软件开发和研究人员应该具有的素质
分析一种操作系统的核心代码,并且能够在汇编一级理解核心关键部分
分析 Minix/Linux/FreeBSD/Rtems等的核心代码,
从整体上把握一个操作系统,了解一个操作系统的实质,能够对操作系统的核心进行适当的修改；对核心代码的关键部分能够在汇编一级上理解 。
注重动手能力
在理论的基础上要动手实践系统软件开发和研究人员应该具有的素质
具有良好的口头,书面表达和沟通能力
能够同其他人通过口头,书面方式熟练沟通,
能够迅速理解其他人的想法和观点,同时能够以简洁有效的方式把自己的想法和观点告诉其他人 。
有责任心,组织性好
服从小组的统一安排和调度，对自己的任务要努力完成，工作中以小组的利益为重。
北京大学计算机系操作系统实验室介绍实验室的硬件配置
机位,18（小）＋ 4（大）
微机,13（ A型）＋ 8（ B型）
A型基本配置,DellGx200（ PIII733＋ 820＋
256M RDRAM＋ 30G＋ 16M-4AGP-TNT2＋ 17’）
B型基本配置,DellGx110（ PIII733＋ 810e＋
256M SDRAM＋ 20G＋ 16MTNT2＋ 17’）
基于 100M交换机的告诉局域网络环境现有成员
负责老师,1人研究生,5人本科 97,5人其他,5人实验室主要研究
操作系统理论操作系统设计方法操作系统实现技术面向嵌入式、实时应用的系统面向操作系统的软件构件技术实验室的合作项目
与电子学系合作为用于卫星通信的高速传输卡提供实时基础操作平台
与华能公司合作开发用于电力管理、监控系统的嵌入式操作平台（ PC104
Embedded Linux）
自由提问谢谢大家！
2000年 11月 1日星期三礼教 213
Mr,Yang RuiDuo
内容简介
操作系统习题讲解
嵌入式操作系统简介
实验室简介
自由提问操作系统习题讲解主题：进程及其相关问题
1。程序、进程、线程谈谈你对,程序,,,进程,,,线程,这三个概念的理解，尤其要注意它们的区别。考虑进程在运行、就绪、阻塞三种状态间的转换，其中哪些,转换,
是不可能发生的？在哪些情况下，一个正在运行的进程会停止运行？请对比这些情况下停止运行的原因。
程序与进程之间的区别进程更能真实地描述并发，而程序不能进程是由程序和数据两部分组成的程序是静态的，进程是动态的进程有生命周期，有诞生有消亡，短暂的；而程序是相对长久的一个程序可对应多个进程，反之亦然进程具有创建其他进程的功能，而程序没有进程和线程进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的独立单位。
线程是 CPU调度的最小单位。
运行就绪 等待进程的状态及其转换
问题：
进程有无如下状态转换，为什么？
（ 1）等待 —运行
（ 2）就绪 —等待解答：
（ 1）不能,等待－就绪－运行
（ 2）不能,就绪－运行－等待
FORK
采用一种你所熟悉的编程语言，编写一个过程，来模拟 fork（ 创建进程）原语的功能。（可以自己定义所需的数据结构）
算法,fork
输入：无输出：父进程是子进程的 PID
对子进程是 0
{
检查可用的内核资源；
取一个空闲的进程表象和唯一的 PID
号；
检察用户没有过多的运行进程；
将子进程的状态设为,创建,状态；
将父进程的进程表象的数据拷贝到子进程表象中；
当前目录的索引节点和改变的根目录
（ 如果可以 ） 的引用数加 1；
在内存中作父进程上下文的拷贝 （ u区
,正文,数据,栈 ） ；
在子进程的系统级上下文中压入虚设系统级机上下文层；
/*虚设上下文层中含有使子进程能识别自己的数据,并使子进程被调度时从这里开始运行；
*/
if(正在执行的进程是父进程 )
{
将子进程的状态设置为,就绪,状态；
return（ 子进程的 PID） ;/*从系统到用户 */
}
else/*正在执行的进程是子进程 */
{
初始化 u区的计时域；
return(0);/*到用户 */
}
}
系统调用 fork的算法
2.课本 50页第 20题
T/(T+取下整 (T/Q)*S+S)
T/(T+S);
T/(T+S);
T/(T+取上整 (T/Q)*S)
50%
0
3.下列解决互斥的方法各有什么缺陷？
a) 关中断
b) 设置 lock变量
c） Peterson算法
4.Sleep/Wake-up方法
如果简单的采用 SLEEP/WAKE-UP方法
（课本 P28图 2－ 10）来实现生产者－消费者问题，有可能导致生产者和消费者同时处于睡眠状态。是什么原因导致了这个缺陷？改用信号量的方法（课本 P30
图 2－ 11）能解决上述缺陷吗？若能，它是怎样解决的？若不能，你认为如何改进算法才能解决？
5.PV操作的问题问题：
推广读写者问题中的消息缓冲处理。消息缓冲区为 k个，有 m个发送进程,n个接收进程，每个接收进程对发送来的消息都必须取一次
Type BufferType = Record
msg:MessageType;
count:integer;
mutex:semaphore; {初值为 1}
empty,semaphore; {初值为 1}
full,array [1..n] of semaphore；
{初值全为 0}
End
Var mutex,semaphore; {初值为 1}
s,integer; {初值为 0}
buff,array [0..k-1] of BufferType;
{ k是缓冲区大小； n是接收进程个数 }
{ m是发送进程个数，通过 s 进行“写互斥” }
Procedure Sender_i(i:integer);
{ i 为发送进程的标号 }
Var s0,j,integer;
Begin
Repeat
P(mutex);
s0:=s;
s:=(s+1) mod k;
V(mutex);
P(buff[s0].empty)；
在 buff[s0].msg中写信息；
P(buff[s0].mutex)；
buff[s0].count:=n;
V(buff[s0].mutex);
For (j:=1 to n do)
V(buff[s0].full[j]);
Until false;
End
Procedure Recvr(i:integer);
{ i 为接收进程的标号 }
Var j,integer;
Begin
j:=0;
Repeat
P(buff[j].full[i]);
从 buff[j].msg中读信息；
P(buff[j].mutex)；
buff[j].count:= buff[j].count-1;
If (buff[j].count=0)
Then V(buff[j].empty)；
V(buff[j].mutex);
j:=(j+1) mod k
Until false;
End
6.读者写者的问题第二类读者写者问题（写者优先）
1）共享读
2）互斥写、读写互斥
3）写者优先于读者（一旦有写者，则后续 读者必须等待，唤醒时优先考虑写者）
Var
mutex,semaphore; {互斥信号量，初值为 1}
R,semaphore; {对应读者等待队列，初值为 0}
W,semaphore; {对应写者等待队列，初值为 0}
{一般变量,}
Writing,Boolean; {初值 false,有写者正在写 }
rc,integer; {初值 0,共享读的读者数 }
rq,integer; {初值 0,等待队列中读者数 }
wq,integer; {初值 0,等待队列中写者数 }
Begin
P(mutex);
If (Writing OR wq<>0)
Then Begin
rq:=rq+1;
V(mutex);
P(R);
P(mutex);{resume}
End;
rc:=rc+1;
V(mutex);
Read();
P(mutex);
rc:=rc-1;
If (rc=0 AND wq<>0)
Then Begin
wq:=wq-1;
Writing:=true;
V(mutex);
V(W);
End;
Else V(mutex) ;
End
读者进程
(a) 检测是否有写者并处理
(b) Inc(rc)
(c) Read()
(d) Dec(rc)
(e) 处理写者等待队列
Begin
P(mutex);
If (Writing OR rc>0)
Then Begin
wq:=wq+1;
V(mutex);
P(W);
End;
Else Begin
Writing:=true;
V(mutex);
Write();
P(mutex);
If (wq<>0)
Then Begin
wq:=wq-1;
V(mutex);
V(W);
End
Else
If (rq>0)
Then Begin
Writing:=false;
While (rq>0)
Begin
rq:=rq-1;
V(R) ;
End
End
Else Begin
Writing:=false;
V(mutex);
End
End
写者进程
(a) 检测是否有进程正在读写
(b) Writing(T); Write(); Writing(F)
(c) 处理写者等待队列 ;处理 Reader等待队列
7。对 PV操作的修改对 P/V 操作定义作以下修改
P(s),s:=s-1;
If s<0
Then 将本进程插入相应队列末尾等待；
V(s),s:=s+1;
If s<=0
Then
从等待队列队尾取一个进程唤醒，
插入就绪队列问题：
1）这样定义 P,V操作是否有问题？
不合理：先进后出；可能“无限等待”
2）用这样的 P,V操作实现 N个进程竞争使用某一共享变量的互斥机制。
思路：令等待队列中始终只有一个进程。
将,栈” 变成,队列”
Var S:array [1..n-1] of semaphore;
{ n为进程数目； S[i]初值为 i； S[n]到
S[1]的作用好象是 n 层筛子 }
Procedure Pi;
Var i:integer;
Begin
Repeat
Pre_Do_it();
For i:=n-1 Downto 1 Do
P(S[i]);
Do_It_In_Critical_Section;
For i:=1 To n-1 Do
V(S[i]);
Post_Do_it();
Until false;
End
3）对于 2）的解法，有无效率更高的方法。
如有，试问降低了多少复杂性？
上述解法每次都需要做 2n次 P/V操作，
性能低下。采用二叉树的思想，改进如下：
S[1..4]
P[1..4]
S1 S2
S3
让信号量处于不同的层次上，每个信号量至多控制两个进程（对两个进程进行同步）
P1 P2 P3 P4
Procedure P1;{ P2 is the same }
Begin
Repeat
P(S1);
P(S3);
Do_It();
V(S3);
V(S1);
Until false;
End;
Procedure P3;{ P4 is the same}
Begin
Repeat
P(S2);
P(S3);
Do_It();
V(S3);
V(S2);
Until false;
End;
不妨设有 4个进程 P1..P4，
Var S1,S2,S3,semaphore; {初值为 1}
假设共有 2N个进程争用临界区；
时间复杂性,2N vs N； 空间复杂性,2N vs 2N－ 1
8.理发师问题理发师问题理发店里有一位理发师,一把理发椅和 N把供等候理发的顾客坐的椅子,如果没有顾客,则理发师便在理发椅上睡觉,当一个顾客到来时,他必须先唤醒理发师,如果顾客到来时理发师正在理发，则如果有空椅子，可坐下来等；否则离开。
顾客进程 i:
P(Sn);{门外观望 }
P(mutex);
进门；
V(mutex);
V(S);
等候；
理发；
V(Sn)
P(mutex);
出门；
V(mutex);
Var Sn,semaphore; {位子数目，初值为 n}
S,semaphore; {理发师睡觉，初值为 1}
mutex,semaphore; {初值为 1}
理发师进程,
Repeat
P(S);
P(mutex);
叫人理发；
V(mutex);
理发；
Until false;
9.用 P.V操作来实现 Receive原语,
Receive（ S,M）
Begin
根据 S找发送进程,如果没找到出错返回 ;
申请缓冲区消息
P（ s-m）；
P(m-mutex);
将载有消息的缓冲区从消息链中取出 ;
V(m-mutex);
把消息从 M处 copy到 receiver的信息空间 ;
P(b-mutex);
是缓冲区为空；
V(b-mutex);
V(s-b);
End
其中 s-b初值,n ;s-m初值,0
10.安全序列的问题设系统中有 4个进程 P1,P2,P3和 P4.在某一时刻系统状态如下：
最大需求量 已分配资源量
P1 6 2
P2 7 4
P3 3 2
P4 2 0
剩余资源量 1
1系统是否处于安全状态？ 如是,则给出所有的进程安全序列,
2如果进程 P4申请 2个资源，能否实施分配？为什么？
P3,P4,P2,P1
P3,P2,P4,P1
P3,P2,P1,P4
P4申请,不能分配，否则不安全如果忽然所有的客户都申请最大限额，而银行家无法满足其中任何一个的要求，那么产生死锁。（ p178)
从安全状态出发，系统能够保证所有进程都能够完成；
而从不安全状态出发，不存在这样的保证。 (p177)
嵌入式系统的介绍何为嵌入式系统？
嵌入式系统是指操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中。简单的说就是系统的应用软件与系统的硬件一体化，
类似与 BIOS的工作方式。具有软件代码小，高度自动化，响应速度快等特点。
特别适合于要求实时的和多任务的体系。
嵌入式实时多任务操作系统
实时多任务操作系统（ Real Time
Operating System)是根据操作系统的工作特性而言的。实时是指物理进程的真实时间。实时操作系统是指具有实时性，
能支持实时控制系统工作的操作系统。
首要任务是调度一切可利用的资源完成实时控制任务，其次才着眼于提高计算机系统的使用效率，重要特点是要满足对时间的限制和要求 。
嵌入式实时多任务操作系统
对于分时操作系统，软件的执行在时间上的要求，并不严格，时间上的错误，
一般不会造成灾难性的后果。
嵌入式实时多任务操作系统
实时操作系统的重要特点是具有系统的可确定性，即系统能对运行情况的最好和最坏等的情况能做出精确的估计。
实时操作系统的需求
实时操作系统一定要保证各类实时进程的正确运行
周期运行的实时进程
非周期的实时进程
不同优先级的实时进程
实时操作系统应该是抢先式多任务的
在实时操作系统中，在保证实时进程正确运行的基础上才考虑资源的有效利用嵌人式实时操作系统
--RTOS应用无处不在
RTOS 的全球市场规模
据 EMF报告 1998和 1999年全球嵌人式市场规模
1998 1999
单板 19.691亿美圆 21.879亿美圆
RTOS 3.054亿美圆 3.620亿美圆开发工具 7.858亿美圆 9.184亿美圆开发工具含 ICE/JTAG,逻辑分析仪，编程器和软件编译器和调试器等系统软件开发和研究人员应该具有的素质
精通操作系统原理
通过计算机操作系统专业课程的学习,熟悉操作系统的组成,结构,以及操作系统核心中的一些常用的数据结构和算法 。
精通 C语言和汇编语言
要求精通 ANSI C,能够熟练使用 gcc,make等工具；
能够熟练使用 i386的汇编语言,要求掌握 Intel和
AT&T两种汇编语言格式；能够使用 C语言和汇编语言联合编程；对于 C语言编译后生成的可执行文件,
要求能够在汇编语言一级上理解 。
系统软件开发和研究人员应该具有的素质
分析一种操作系统的核心代码,并且能够在汇编一级理解核心关键部分
分析 Minix/Linux/FreeBSD/Rtems等的核心代码,
从整体上把握一个操作系统,了解一个操作系统的实质,能够对操作系统的核心进行适当的修改；对核心代码的关键部分能够在汇编一级上理解 。
注重动手能力
在理论的基础上要动手实践系统软件开发和研究人员应该具有的素质
具有良好的口头,书面表达和沟通能力
能够同其他人通过口头,书面方式熟练沟通,
能够迅速理解其他人的想法和观点,同时能够以简洁有效的方式把自己的想法和观点告诉其他人 。
有责任心,组织性好
服从小组的统一安排和调度，对自己的任务要努力完成，工作中以小组的利益为重。
北京大学计算机系操作系统实验室介绍实验室的硬件配置
机位,18（小）＋ 4（大）
微机,13（ A型）＋ 8（ B型）
A型基本配置,DellGx200（ PIII733＋ 820＋
256M RDRAM＋ 30G＋ 16M-4AGP-TNT2＋ 17’）
B型基本配置,DellGx110（ PIII733＋ 810e＋
256M SDRAM＋ 20G＋ 16MTNT2＋ 17’）
基于 100M交换机的告诉局域网络环境现有成员
负责老师,1人研究生,5人本科 97,5人其他,5人实验室主要研究
操作系统理论操作系统设计方法操作系统实现技术面向嵌入式、实时应用的系统面向操作系统的软件构件技术实验室的合作项目
与电子学系合作为用于卫星通信的高速传输卡提供实时基础操作平台
与华能公司合作开发用于电力管理、监控系统的嵌入式操作平台（ PC104
Embedded Linux）
自由提问谢谢大家！
