WindowsNT实时特性测试.PDFVIP

福福 建建 电电 脑脑 UUJIANJIAN COMPUTERCOMPUTER FF WindowsNT实时特性测试 李向阳，周劲桦，黄 锵 （广 东农工商职业技术 学院 计算机系 广 东 广州 510507） 【摘 要】：从实时应用的角度介绍 Windows NT 系统的运行层次及对外部事件响应的 中断机制 ， 并通过设计 多个实验和自制测试板来测试 Window NT 的系统活动对 实时线程及 中断响应 时间的影 响 。测试实验表 明，由于受延迟过程调用队列等 因素的影响 ，无法对 Windows NT 的实时特性做定量描 述 ，如果实时应用可以容忍偶尔的延迟 ，则 Windows NT 操作系统可用于软实时系统应用。 【关键词】：Windows NT ；实时特性 ；中断机制 ；任务调度 ；性能测试 1介绍 2WindowsNT实时特性内部机制 一般来说，实时应用系统应该使用实时操作系 2.1 Windows 系统运行层次 统，Windows 系统本身不是实时系统，它是一种基于 Windows 系统的内核大致可分为两大类：基于 分时运行的抢占式多任务系统。然而由于Windows 系 DOS 内核的Windows 9x 系统和基于NT 内核的Win－ 统在工业生产和科学研究的广泛应用，人们在设计许 dows 2000、NT、XP 或Win7 系统。基于NT 内核的操作 多实时系统时宁愿牺牲一些实时特性而选用Win－ 系统是目前Windows 的主流操作系统。 dows 系统，主要有以下几个理由：（1）Windows 系统拥 Windows NT 的基本架构由一些分层的组件构 有非常友好的人机界面，此界面目前已被大多数计算 成，这些组件共同为用户应用程序提供必要的基本服 机用户所熟悉和认同。 （2）Windows 系统拥有目前最 务。这些组件由内而外包括内核、硬件抽象层、执行 [1] 庞大的硬件支持，它的即插即用功能使得硬件安装简 体、设备驱动程序和环境子系统 。 单方便。（3）Win32 API 已经成为一个事实上的标准， 2.2 Windows 对外部事件的响应 拥有大量可用软件，基于Windows 系统的实时应用系 Windows NT 的设计理念是一个通用的操作系 统易于扩展应用系统功能。 （4）Windows 软件开发的 统。对于实时系统开发人员来说，这意味着Windows 硬件无关性及兼容性能改善所开发产品的生命周期 NT 有些方面不适合实时应用程序。与实时系统有关 及二次开发。 （5）各种开发工具一般均可用于Win－ 的主题包括响应外部事件、优先级、调度安排、同步要 dows 环境，基于Windows 的实时系统易于与业务系统 求和确定的响应时间。实时应用是指在系统能在一个 无缝集成。 （6）实时系统开发人员熟悉Win32 API 的 指定的时间间隔内对外部事件的响应。Windows NT 开发技术。 实时特性体现在中断管理和I/O 管理两方面。 分时系统与实时系统是两种对立的系统结构，大 2.2.1 中断 多数分时系统不具备实时控制能力。在Windows 系统 实时应用程序将中断作为确保外部事件得到操 中，CPU 的运行时间被分成了独立的时间片，操作系 作系统响应的一种手段。根据中断优先级及时处理中 统将这些时间片按运行优先级别的高低分配给不同 断是非常关键的。在Windows NT 中，通过内核和硬件 的应用程序。优先级别越高的应用程序在单位时间内 抽象层（HAL）完成中断响应及