计算机嵌入式操作系统初探

摘要：计算机嵌入式操作系统是一种嵌入到系统中的计算机操作的一个系统，是一种在计算机技术中应用比较广泛的操作系统软件。计算机嵌入式系统的发展路程要追溯到比较远的时间，它的操作系统的特性和可制性以及它在系统中的分布协调和模块的分布都能够在计算机中得到重要的运用。本文就浅谈计算机嵌入式操作系统。

关键词：嵌入式操作系统；操作系统；运用

计算机技术在当今发展的极为迅速，发展的越快，其所受到的安全隐患就越多，所需要计算的系统和软件的运算能力也就越强。计算机嵌入式系统拥有着很多的优点，不仅有着非常良好的可靠性，还有非常强的实用性。此外，计算机嵌入式操作系统在商业、工业都得到广泛运用，开放式或商业性的运用，让计算机嵌入式操作系统能够在多行业大展身手。所以，计算机嵌入式操作系统有着很好的发展前景。

一、计算机嵌入式操作系统在计算机信息应用的发展历程

（1）嵌入式算法阶段

计算机嵌入式操作系统在计算机信息应用的第一个阶段就是嵌入式算法。嵌入式算法是基于单芯控制组片形成的可以进行编程控制器的形式的一个计算系统。具有非常多的优良功能，能够进行检测以及指示设备相互配合的功能。但是这个阶段的缺点也比较明显，有着不具备处理事情或者进行高级算法的功能，计算的时间比较长，而且所拥有的内存比较小，不能与用户搭接等缺点。

（2）以CPU为核心

以CPU为核心的嵌入式操作系统，是在计算机信息发展和应用的第二阶段。这种嵌入式的CPU处理系统，优点是种类多种多样，缺点是通用性和使用情比较差，处理机的运行状态也不一样，在过载和轻载状态来回波动，所以，需要将进行两者的协调工作，将过载向轻载状态的处路机上运转，来提高系统的整体性能，这个过程比较复杂，需要时时改进。

（3）通用式嵌入

通用的嵌入式操作系统是发展的第三阶段，主体是嵌入式操作系统。这个阶段的操作系统性能已经非常优良，可以根据具体情况的不同，进行适当的调整，通过静态和动态的评价标准，来达到各个处理器之间当然运行负载平衡，不仅系统相对稳定，而且耗费的时间也减少很多。

（4）因特网的嵌入式系统

我们现在常用的就是以因特网为核心的嵌入式系统，已经发展到非常成熟的阶段，并且由于5G的铺设，会发展的更快。现阶段的以因特网为系统的嵌入式操作系统，在各个方面的表现非常完美，性能也非常的优良，能够迅速处理系统中的执行指令，其反应的时间也是非常短暂，运行也非常的流畅。目前主流的操作系统有很多，uxlinux、WinCE和Symbian都是比较有代表性的。

二、计算机嵌入式操作系统的分类

（1）商用嵌入式操作系统

相比老式，商用嵌入式系统的功能比较多，而且所携带的软件也比较多，所以应用的范围是非常广的，在商业的各个领域都得到应用。WircroSoft的WindowsC E 就是其中的一种。商用嵌入式操作系统简单实用，并且功能完善，是计算机信息技术应用的重要一环。

（2）开放嵌入式操作系统

开放嵌入式操作系统是现在比较常用的，也是发展比较迅速的一个混合型的操作系统，这种操作系统的优点是能够分散性的信息，打破了传统的模式板块的限制。开放嵌入式操作系统，在具体的运行原理是在编写程序的过程中，就将处理的任务分解成诸多的小任务，通过节点控制，完成系统所输出的任务，并且这些节点都只能管辖自己的本地区域数据，这样的设计，最大程度的保护了信息的安全。此外，计算机开放嵌入式操作系統所使用的CPU是由先进的轻量级线程并行的设计理念，能够提供极快速的通讯，并且还可以进行强大的数据运算能力，其中MPI负责通讯，处于系统的顶层，CUDA提供数据计算能力，处于系统的底层，两者通力合作又层次分明，构建了计算机的处理系统的结构体系。

三、计算机嵌入式操作系统的特点

（1）实用性

由于计算机的特性，标志着需要嵌入式操作系统需要在规定的时间内，完成固定的任务，不仅确保指令的准确性，还要保证指令完成的时间。所以，嵌入式的操作系统相比较其他的操作系统，所拥有的极大的实用性，在制定的时间完成制定的指令，是它的特点。

（2）可靠性

计算机嵌入式操作系统最大的优点就是可靠性非常好，系统已经启动，就能够自动运转，不需要人为操作。由计算机设备主机将执行指令对象的参数输入存储器，通过计算程序进行运算，不同的计算程序是可以允许奇特的运行程序重叠，这也是可靠性的性能体现。

（3）可剪裁性

为了提高计算机的性能，加快运行速度，提升运行计算能力，应对人们对于网络的日益强烈的需求，所以就需要通过负载平衡的方法来增强计算机的性能。一般来说，负载平衡法主要是将未完成的指令或任务分配给已完成指令的处理机上，从而平衡各个处理机的指令负载的处理量，统筹管理，充分利用系统的处理能力，从而提高整个系统的运行能力和计算能力。

四、计算机嵌入式Linux操作系统的分析

（1）嵌入式 Linux操作系统

目前，嵌入式Linux操作系统主要是通过裁剪和空间分解这两种方式进行优化。裁剪的思路主要是因为各个系统、各个运行软件、各个节点的任务问题，通过裁剪的方法能够很好的让系统得到扩展性和负载平衡性，这种方法同城用在原子密度比较均匀的地方。空间分解法主要运用在原子分布稀少的位置，通过不同节点的处理方法，来优化通讯信息，不过这种方法的造价比较昂贵。

（2）内部结构

嵌入式系统的RTLnux的结构中，RT-kernel是其中重要的一环，不仅能够进行硬件的处理，也能够对软件进行控制器的模拟。而CPU的处理，是在程序开启之后，CPU可以进行程序的切换，并且利用强大的计算能力来掩盖计算机中的延迟情况。即使在运行程序比较多的情况下，也可以通过时间和计算的切换，实施延迟的隐藏。

五、计算机嵌入式操作系统的探究和分析

（1）调度算法

调度算法是实时任务中的调度方式，有着周期性调度以及终端唤醒两种模式，这样，编辑模型的程序能够将这两种模式的优点相融合，弥补运行和计算中的不足。同时，在编写算法的情况下，也是按照将程序进行分部运算，通过节点的运算，从而保证整个系统的安全运行。

（2）开发和调试

嵌入式操作系统主体是以计算机为基础，软件应用为核心，利用硬件的系统、软件的开发和调试，通过应用完善计算机系统功能和性能。来使得计算机的体积更好、成本更低、可靠性更好。

六、结束语

计算机嵌入式操作系统，是需要计算机技术、数字技术和通讯技术的共同发展，才能让嵌入式操作系统得到更加完善的发展。同时，嵌入式操作系统在计算机技术的发展有着重要的作用。所以，我们更应该改善嵌入式操作系统的硬件和软件，来让系统适用新时代的发展需求。

参考文献

[1]邵贝贝.嵌入式软件的安全可靠性控制[J].电子产品世界，2005（03）：20+22..

作者简介：唐从发（1995.12-），男，湖北人，本科在读，湖北第二师范学院，研究方向：嵌入式软件开发。

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