ucos操作系统中,信号量,消息邮箱,消息队列三者有什么区别,一个消息队列不就能代替他们吗
本质上他们都是一样的,但是在操作系统中所用的地方不一样,比如,消息邮箱可以做一定时间的保存信号,消息队列和信号量就不行,比如,你只需要一个类似于锁的单独操作,消息邮箱可以但是麻烦,消息队列就不行了。。。诸如这类情况很多的,不能代替。。。
为什么说操作系统ucos是实时的?ucos是多任务的?
白话一点解释一下,希望能帮助你:
实时:指OS能够满足用户根据需求所设计的切换时机和切换延时的要求。任意时刻,你希望你的系统里,哪一个事务最应该被优先处理?如果ucOS能满足你的要求(通过你对任务的合理设计),那么就可以说他是实时的OS。
使用ucOS构建系统时,你的所有用户事务(需要做的事情)可以被划分到多个任务里,ucOS可以根据你的实际设计,按优先级调度他们(协调该先执行哪一个任务,并立即执行),这就可以说,ucOS是多任务了。
信号量是什么?有什么区别?使用信号量进行任务间通信有何优缺点
一:UCOS是一种抢占式的多任务操作系统,如果更高优先级的任务不主动放弃CPU的使用的话,其他任务是无法运行的,通常情况下,高优先级的任务在使用完CPU或其他资源后都要主动放弃,可以通过延时函数或者时等待一些信号量之类的让自己挂起。但是如果更高优先级任务一直使用CPU,那就跟单任务没有什么区别了。
二:可以通过等待信号量,消息等是当前任务挂起,或者通过通过延时函数将任务挂起,从而让其他优先级的任务运行。
UC/OS的信号量,消息队列,邮箱的区别
信号量像一把钥匙,任务要运行下去,需先拿到这把钥匙。
消息邮箱是一个指针型变量。可以向一个任务或一个中断服务子程序发送一则消息(一个指针),同样,一个或多个任务通过内核服务,可以接收这则消息。消息邮箱也可以当作只取2个值的信号量来用。
消息队列实际上是邮箱阵列。
ucos-II操作系统中,任务之间的通信方式有哪几种?每一种方式的特点是什么?
这些小屁孩不会回答就别误人好不好,信号量,消息邮箱,消息队列
信号量你可以当成一把钥匙,任务想要进行,你就得拿到这把钥匙,
消息邮箱其实是一个指针,通过拿到这个指针的地址去做一些事情
消息队列传输的数据就更多了,你可以理解为邮箱阵列
为什么在操作系统中引入信号量及P、V操作?
在操作系统理论中有一个非常重要的概念叫做P,V原语。在我们研究进程间的互斥的时候经常会引入这个概念,将P,V操作 *** 与加锁的 *** 相比较,来解决进程间的互斥问题。实际上,他的应用范围很广,他不但可以解决进程管理当中的互斥问题,而且我们还可以利用此 *** 解决进程同步与进程通信的问题。
[一]P,V原语理论
阐述P,V原语的理论不得不提到的一个人便是赫赫有名的荷兰科学家E.W.Dijkstra。如果你对这位科学家没有什么印象的话,提起解决图论中最短路径问题的Dijkstra算法应当是我们再熟悉不过的了。P,V原语的概念以及P,V操作当中需要使用到的信号量的概念都是由他在1965年提出的。
信号量是最早出现的用来解决进程同步与互斥问题的机制,包括一个称为信号量的变量及对它进行的两个原语操作。信号量为一个整数,我们设这个信号量为:sem。很显然,我们规定在sem大于等于零的时候代表可供并发进程使用的资源实体数,sem小于零的时候,表示正在等待使用临界区的进程的个数。根据这个原则,在给信号量附初值的时候,我们显然就要设初值大于零。
p操作和v操作是不可中断的程序段,称为原语。P,V原语中P是荷兰语的Passeren,相当于英文的pass, V是荷兰语的Verhoog,相当于英文中的incremnet。
P原语操作的动作是:
(1) sem减1;
(2) 若sem减1后仍大于或等于零,则进程继续执行;
(3) 若sem减1后小于零,则该进程被阻塞后进入与该信号相对应的队列中,然后转进程调度。
V原语操作的动作是:
(1) sem加1;
(2) 若相加结果大于零,则进程继续执行;
(3) 若相加结果小于或等于零,则从该信号的等待队列中唤醒一等待进程,然后再返回原进程继续执行或转进程调度。
需要提醒大家一点就是P,V操作对于每一个进程来说,都只能进行一次。而且必须成对使用。且在P,V愿语执行期间不允许有中断的发生。
对于具体的实现, *** 非常多,可以用硬件实现,也可以用软件实现。我们采用如下的定义:
procedure p(var s:samephore);
{
s.value=s.value-1;
if (s.value0) asleep(s.queue);
}
procedure v(var s:samephore);
{
s.value=s.value+1;
if (s.value=0) wakeup(s.queue);
}
其中用到两个标准过程:
asleep(s.queue);执行此操作的进程控制块进入s.queue尾部,进程变成等待状态
wakeup(s.queue);将s.queue头进程唤醒插入就绪队列
对于这个过程,s.value初值为1时,用来实现进程的互斥。
虽软说信号量机制毕加锁 *** 要好得多,但是也不是说它没有任何的缺陷。由此我们也可以清晰地看到,这种信号量机制必须有公共内存,不能用于分布式操作系统,这是它更大的弱点。
[二]P,V原语的应用
正如我们在文中最开始的时候提到的,P,V原语不但可以解决进程管理当中的互斥问题,而且我们还可以利用此 *** 解决进程同步与进程通信的问题。
(1)用P V原语实现进程互斥
把临界区置于P(sem) 和V(sem)之间。当一个进程想要进入临界区时,它必须先执行P原语操作以将信号量sem减1,在进程完成对临界区的操作后,它必须执行V原语操作以释放它所占用的临界区。从而就实现了进程的互斥:
具体的过程我们可以简单的描述如下:
PA:
P(sem)
S;
V(sem)
PB:
P(sem)
S;
V(sem)
(2) 用P V原语实现进程同步
进程同步问题的解决同样可以采用这种操作来解决,我们假设两个进程需要同步进行,一个进程是计算进程,另一个进程是打印进程,那么这个时候两个进程的定义可以表示为:
PC(表示计算进程)
A: local buf
repeat
buf=buf
until buf=空
计算
得到计算结果
buf=计算结果
goto A
PP:(表示打印进程)
B: local pri
repeat
pri=buf
until pri!=空
打印buf中的数据
清除buf中的数据
goto B
相应用P,V原语的实现过程为:
PA: deposit(data)
Begin local x
P(bufempty)
按FIFO方式选择一个空缓冲区buf(x)
buf(x)=data
buf(x)置满标记
V(buffull)
end
PB:remove(data)
Begin local x
P(buffull)
按FIFO方式选择一个装满
数据的缓冲区buf(x)
data=buf(x)
buf(x)置空标记
V(bufempty)
end
(3)用P V原语实现进程通信
我们以邮箱通信为例说明问题:
邮箱通信满足的条件是:
1;发送进程发送消息的时候,邮箱中至少要有一个空格能存放该消息。
2;接收进程接收消息时,邮箱中至少要有一个消息存在。
发送进程和接收进程我们可以进行如下的描述:
Deposit(m)为发送进程,接收进程是remove(m). Fromnum为发送进程的私用信号量,信箱空格数n。mesnum为接收进程的私用信号量,初值为0.
Deposit(m):
Begin local x
P(fromnum)
选择空格x
将消息m放入空格x中
置格x的标志为满
V(mesnum)
end
Remove(m)
Begin local x
P(mesnum)
选择满格x
把满格x中的消息取出放m中
置格x标志为空
V(fromnum)
end
在P,V愿语执行期间不允许有中断的发生。 对于具体的实现,方法非常多,可以用硬件实现,也可以用软件实现。我们采用如下的定义: procedure p(var s:samephore); { s.value=s.value-1; if (s.value0) asleep(s.queue); }
采用如下的定义: procedure p(var s:samephore); { s.value=s.value-1; if (s.value0) asleep(s.queue); } procedur