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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着数据压缩和通信技术的迅速发展，多媒体技术得到广泛的应用，嵌入式系统作为多媒体应用的支撑平台，具有广阔的前景。多媒体应用要求操作系统以一种可以预测的方式来分配资源，因此迫切需要操作系统能够对软实时任务提供服务质量保证。本文针对嵌入式系统在多媒体领域中的应用，根据多媒体数据流具有软实时性、突发性和数据量大的特点，设计基于QoS调度的嵌入式系统的内核。这个内核可以避免当系统瞬间负载较大时少数多媒体任务连续失败，将可能的任务失败平均分布于所有的多媒体任务中，从而保证所有多媒体任务都有可靠的服务质量保证。首先，对操作系统的进程调度进行分析。按照时间驱动、
2、优先级驱动、共享驱动三种分类方法，对实时进程调度算法进行分析。研究了Linux进程的调度机制，分析了Linux进程的调度时机和调度策略。阐述了Linux操作系统在实时环境中面临的问题。其次，对基于QoS的调度算法进行设计。通过分析多媒体数据流的主要特点，得到多媒体数据流的任务模型，根据这个模型设计了基于QoS的调度算法，并且对此调度算法进行理论分析。然后，对构造嵌入式系统内核的方法进行讨论。描述了进程管理机制的实现方法，包括软实时进程模型的实现、进程管理机制提供的API、软实时进程调度的实现。在分析了Linux引导过程的基础上，得出了构造嵌入式系统的方法。最后，对实验及结果进行分析
3、。叙述了实验的过程，设计了对随机数据流进行模拟的方法，得出实验数据，并对实验结果进行了分析。关键词Linux;操作系统:进程调度;嵌入式系统AbstractWiththerapidprogressofthetechniqueonthedatacompressandcommunications,multimediatechniqueisusedeverywhere.Asthebaseofthemultimediaapplication,embeddedsystemhasprofoundperspective.Itisrequiredthattheoperatingsystemshou
4、ldallottheresourcebythemeansofforecastinthemultimediaapplication.Therefore,theoperatingsystemisdemandedtoprovidethequalityofserviceforthesoftrealtimetask.Aimingatembeddedsysteminthemultimedia,anoperatingsystemkernelisdesignedinthisthesis,whichcanassurethequalityofserviceforthetask,andthiskerne
5、lconsidersthecharacteristicofthemultimediadata,suchassoftrealtime,irregularandlargemount.Onthiskernel,itcanavoidthefewtaskscontinuouslylosttheirdeadlines,whenthesystemisoverhead.Anditachievesthisbybalancingthelossamongallofthemultimediatasks.Therefore,theirQoSisguaranteedFirstly,theschedulingo
6、ftheoperatingsystemisanalyzed.Therealtimeschedulingalgorithmsareclassifiedintotimedrivenscheduling,prioritydrivenschedulingandsharedrivenscheduling.Linuxschedulingmechanismisstudiedintwoaspects:schedulingopportunityandpolicy.AndtheproblemofLinuxissetforthwhenitisappliedintherealtimeenvironment
7、.Secondly,guaranteeQoSschedulingalgorithmisdesigned.Themodelofthetaskisget,byanalyzingthecharacteristicsofthemultimediadata.Withthemodel,guaranteeQoSschedulingalgorithmisplaned.Thirdly,themethod,howtodesignthekernel,isdescribed.Theproce
