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基于反射机制的构件化嵌入式操作系统

作　者: 姚新勇
导　师: 陈文智
学　校: 浙江大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 反射机制构件化嵌入式操作系统反射式中间件活动管理器空间管理器
分类号: TP316.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

近年来，随着构件化嵌入式操作系统的迅速发展，构件的灵活性、构件运行的性能、构件对资源的利用率等方面的问题变得越来越突出。对此我们在构件化嵌入式操作系统Pcanel的微内核中加入活动管理器，空间管理器及维护与构件运行相关的管理信息以支持反射式调度和反射式空间管理。反射式调度使嵌入式操作系统的性能得到较大提升，反射式空间管理使嵌入式操作系统对有限存储资源的利用率得到显著提高，而且反射机制使得构件的动态配置成为可能。此外，由于只是在线程调度和存储管理两个方面支持反射机制，构件化嵌入式操作系统的设计变得相对简单，进一步提高了构件化嵌入式操作系统的性能。本文针对反射机制在构件化嵌入式操作系统中的应用展开深入研究，提出了将反射机制应用到Pcanel的构件模型SmartCM中的方法，并设计实现了这一模型体系，使SmartCM支持反射式调度和反射式空间管理。主要贡献和创新点表现为如下工作：1)根据元模型体系，在Pcanel的构件模型SmartCM及其微内核C-Kernel中设计并实现了反射机制的架构。通过在C-Kernel中加入活动管理器和空间管理器以及与线程活动相关的管理信息来支持反射机制在Pcanel操作系统中的应用。2)完成了与反射式调度相关的设计与实现。在线程的组织结构中加入了对反射机制的支持。特权线程的应用使得构件能与微内核进行交互，是反射机制实现的基础。线程间通信的设计则关系到反射式调度的效率，而且反射式调度的最终实现还是要依靠线程间的通信实现。3)完成了与反射式空间管理相关的设计与实现。Pcanel的存储管理使用了共享地址空间以及相应的保护机制，提高了空间利用的灵活性。而反射式空间管理器进一步增强了空间利用的灵活性，使得有限资源的利用率大大提高，使Pcanel更加适合在嵌入式系统中应用。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章绪论  9-24
  1.1 课题背景  9
  1.2 相关技术  9-24
    1.2.1 反射机制  10-12
    1.2.2 反射式中间件  12-18
    1.2.3 构件化嵌入式操作系统  18-24
第2章构件化嵌入式操作系统 Pcanel  24-30
  2.1 Pcanel系统架构  24-27
  2.2 构件模型 SmartCM  27-29
  2.3 本章小结  29-30
第3章反射机制架构  30-36
  3.1 反射元模型体系  30-32
  3.2 活动管理器  32-34
  3.3 空间管理器  34
  3.4 本章小结  34-36
第4章反射式调度  36-45
  4.1 Pcanel线程调度  36-39
    4.1.1 线程组织结构  36-37
    4.1.2 特权线程  37-39
    4.1.3 线程优先级设计  39
  4.2 线程间通信  39-41
    4.2.1 IPC实现  39-41
    4.2.2 应用二进制接口  41
  4.3 反射调度实现  41-43
  4.4 本章小结  43-45
第5章反射式空间管理  45-50
  5.1 Pcanel存储管理  45-47
    5.1.1 地址空间及其传递  45-46
    5.1.2 共享地址空间及保护机制  46-47
  5.2 反射式空间管理实现  47-48
  5.3 本章小结  48-50
第6章相关工作  50-53
  6.1 实例比较  50-51
  6.2 性能分析  51-52
  6.3 本章小结  52-53
第7章总结与展望  53-55
  7.1 本文工作的总结  53
  7.2 未来工作的展望  53-55
参考文献  55-59
致谢  59

基于反射机制的构件化嵌入式操作系统

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