2011软件水平考试嵌入式系统设计师辅导笔记(18)

　　(10)任务互斥

　　A、任务之间的关系：相互独立、任务互斥、任务同步、任务通信。

　　B、任务间的互斥：当前已经有一个任务正在访问临界区共享数据，那么其他任务暂时

　　不能访问。

　　C、提出互斥访问的四个条件：

　　a、在任何时候最多只能有一个任务位于它的临界区中。

　　b、不能事先假定CPU 的个数和系统的运行速度。

　　c、没有任务位于它的临界区中，它不妨碍其他任务去访问临界区资源。

　　d、任何一个任务进入临界区的请求必须在有限的时间内得到满足，不能无限期。

　　D、任务互斥的解决方案：

　　a、关闭中断法

　　b、繁忙等待法

　　c、信号量处理

　　(11)信号量

　　信号量记录当前可用资源的数量。

　　信号量由操作系统维护，任务不能直接去修改它的值，只能通过初始化和两个标准原

　　语(PV 原语)来对它进行访问。

　　注：关于原语。

　　原语通常由若干条语句组成，用来实现某个特点的操作，并通过一段不可分割或不可中断的程序来实

　　现其功能。原语时操作系统内核的一个组成部分，必须在内核态下执行。原语的不可中断性是通过在其执

　　行过程中关闭中断来实现的。关键要理解PV 原语的实现：

　　P(semaphores S)

　　{

　　--S.count; //申请一个资源

　　if(S.count < 0) //没有空闲资源

　　{

　　将当前任务阻塞起来，加到阻塞队列末尾，调度新的任务运行。

　　}

　　}

　　V(semaphores S)

　　{

　　++S.count; //释放一个资源

　　if(S.count <= 0) //有任务被阻塞

　　{

　　从阻塞队列中取出一个任务，把该任务改为就绪状态，插入就绪队列。

　　}

　　}

　　利用操作系统提供的信号量机制，可以方便、有效地实现对临界资源的互斥访问，优

　　点有两个：

　　A、可以设置信号量的计数值，从而允许多个任务同时进入临界区。

　　B、当一个任务暂时无法进入临界区时，它会被阻塞起来，将CPU 让给其他任务。

　　(12)任务同步

　　任务之间的同步可以使用信号量机制，通过引入PV 操作来设定两个任务在运行时的先

　　后顺序。例如，可以把信号量视为某个共享资源的当前个数，然后由一个任务负责生成这种

　　资源，而另一个任务则负责消费这种资源，这样可以构成两个任务之间的先后顺序。在具体

　　实现上，一般把信号量的初始值设为N，N 大于或等于0。然后在一个任务内使用V 原语，

　　把信号量加1，而在另外一个任务内部使用P 原语，将信号量减1，从而实现这两个任务之

　　间的同步关系。

　　(13)死锁

　　在一组任务中，每个任务都占用着若干资源，同时又在等待其他任务占用的资源，从

　　而造成所有任务都无法进展下去的现象，这称为死锁现象。

　　除了资源的竞争之外，PV 操作使用不当也会引起死锁。

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