实时操作系统的进程管理、同步、调度 RealTime Operating Systems: Process Management, Synchronize

作者：禅与计算机程序设计艺术

1.简介

随着互联网、物联网、大数据等技术的普及和应用，人们对实时系统的需求也越来越强烈。各种实时系统功能如通信、定位、图像处理等需要在毫秒级甚至微秒级内完成响应。因而，实时系统的设计与开发已成为一个重大的课题。

在本文中，我们将讨论实时操作系统的进程管理、同步、调度三个方面，涉及的内容包括：

1）进程调度算法：进程调度算法决定了系统在多道任务环境下调度运行任务的顺序和方式，可以是抢占式或非抢占式算法。进程调度器会根据系统资源的利用率、周转时间、响应时间、优先级等因素决定每个进程运行的优先级，确保系统的高效运行；

2）进程同步机制：系统中的各个进程之间存在相互合作关系，同步机制保证其合作过程正确执行；

3）共享存储器的分配与管理：共享存储器是实现不同进程间通信和数据共享的重要手段。共享内存和消息传递两种方法都可以实现共享存储器的分配与管理。

2. 基本概念术语说明

2.1 进程（Process）
进程（Process）是指正在运行的程序或者应用程序，它是一个可拥有独立地址空间的执行流，拥有一个相关的生命周期，并且可以与其他进程进行交流和通信。进程除了具有一般的资源（如CPU时间、内存空间、文件描述符、打开的文件），还要有其他一些专属于自己的资源，例如其地址空间、堆栈、线程等。

2.2 进程控制块（PCB）
进程控制块（PCB）是进程存在的唯一标识，它保存了进程的所有信息，包括进程号、进程状态、进程当前活动、进程执行的上下文、进程亲缘关系等。进程控制块是实时操作系统管理进程的一个重要数据结构。