實(shí)時(shí)系統(tǒng)

第一章 典型實(shí)時(shí)應(yīng)用
1.1 數(shù)字控制
1.1.1 采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)
1.1.2 更復(fù)雜的控制規(guī)律計(jì)算
1.2 高層控制
1.2.1 控制層次舉例
1.2.2 制導(dǎo)和控制
1.2.3 實(shí)時(shí)命令與控制
1.3 信號(hào)處理
1.3.1 處理帶寬要求
1.3.2 雷達(dá)系統(tǒng)
1.4 其他實(shí)時(shí)應(yīng)用
1.4.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)
1.4.2 多媒體應(yīng)用
1.5 小結(jié)
第二章 強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)與弱實(shí)時(shí)系統(tǒng)
2.1 作業(yè)與處理器
2.2 釋放時(shí)間、時(shí)限和定時(shí)約束
2.3 強(qiáng)定時(shí)約束與弱定時(shí)約束
2.3.1 常用定義
2.3.2 強(qiáng)定時(shí)約束與時(shí)間服務(wù)質(zhì)量保證
2.4 強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)
2.4.1 要求確保定時(shí)的幾個(gè)理由
2.4.2 進(jìn)一步討論強(qiáng)定時(shí)約束
2.5 弱實(shí)時(shí)系統(tǒng)
2.6 小結(jié)
第三章 實(shí)時(shí)系統(tǒng)參考模型
3.1 處理器和資源
3.2 實(shí)時(shí)系統(tǒng)工作負(fù)荷的時(shí)間參數(shù)
3.2.1 固定的、抖動(dòng)的和偶發(fā)的釋放時(shí)間
3.2.2 執(zhí)行時(shí)間
3.3 周期性任務(wù)模型
3.3.1 周期、執(zhí)行時(shí)間和周期任務(wù)的階段
3.3.2 非周期的與偶發(fā)的任務(wù)
3.4 優(yōu)先約束和數(shù)據(jù)依賴
3.4.1 前趨圖和任務(wù)圖
3.4.2 數(shù)據(jù)依賴
*3.5 其他類型的依賴關(guān)系
3.5.1 時(shí)間依賴關(guān)系
3.5.2 AND/OR優(yōu)先約束
3.5.3 條件分支
3.5.4 流水線關(guān)系
3.6 功能參數(shù)
3.6.1 作業(yè)的搶占性
3.6.2 作業(yè)的關(guān)鍵程度
*3.6.3 可選執(zhí)行
*3.6.4 松弛類型和松弛函數(shù)
3.7 作業(yè)的資源參數(shù)以及資源的參數(shù)
3.7.1 資源的搶占性
3.7.2 資源圖
3.8 調(diào)度等級(jí)
3.8.1 調(diào)度程序和調(diào)度
3.8.2 可行性、優(yōu)化和性能度量
3.8.3 調(diào)度程序之間的交互
3.9 小結(jié)
3.9.1 應(yīng)用系統(tǒng)的特征化
3.9.2 支撐系統(tǒng)的特征化
3.9.3 調(diào)度程序
習(xí)題
第四章 常用的實(shí)時(shí)調(diào)度方法
4.1 時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)調(diào)度方法
4.2 加權(quán)的輪轉(zhuǎn)調(diào)度方法
4.3 優(yōu)先級(jí)驅(qū)動(dòng)方法
4.4 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)與靜態(tài)系統(tǒng)
4.5 有效釋放時(shí)間與時(shí)限
4.6 EDF和LST算法的最優(yōu)性
4.7 EDF和LST算法的非最優(yōu)性
4.8 優(yōu)先級(jí)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中驗(yàn)證定時(shí)約束的困難
4.8.1 優(yōu)先級(jí)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的反常行為
4.8.2 執(zhí)行的可預(yù)知性
4.8.3 驗(yàn)證算法及其性能
4.9 脫機(jī)調(diào)度和聯(lián)機(jī)調(diào)度
4.10 小節(jié)
習(xí)題
第五章 時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)調(diào)度
5.1 符號(hào)表示與假設(shè)
5.2 靜態(tài)定時(shí)器驅(qū)動(dòng)調(diào)度程序
5.3 循環(huán)調(diào)度的通用結(jié)構(gòu)
5.3.1 幀與主循環(huán)
5.3.2 幀長(zhǎng)約束
5.3.3 作業(yè)片
5.4 循環(huán)執(zhí)行程序
5.5 改善非周期作業(yè)的平均響應(yīng)時(shí)間
5.5.1 空閑挪用
5.5.2 平均響應(yīng)時(shí)間
5.6 調(diào)度偶發(fā)作業(yè)
5.6.1 接受測(cè)試
5.6.2 已接受作業(yè)的EDF調(diào)度
5.6.3 接受測(cè)試的實(shí)現(xiàn)
5.6.4 循環(huán)EDF算法的最優(yōu)性
5.7 關(guān)于實(shí)際情況的考慮與一般化
5.7.1 處理幀超時(shí)運(yùn)行
5.7.2 模式轉(zhuǎn)換
5.7.3 通用工作負(fù)荷與多處理器調(diào)度
*5.8 構(gòu)建靜態(tài)調(diào)度的算法
5.8.1 調(diào)度可搶占的獨(dú)立任務(wù)
5.8.2 后處理
5.9 時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)調(diào)度的優(yōu)、缺點(diǎn)
5.10 小結(jié)
習(xí)題
第六章 周期任務(wù)的優(yōu)先級(jí)驅(qū)動(dòng)調(diào)度
6.1 靜態(tài)假設(shè)
6.2 固定優(yōu)先級(jí)算法與動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)算法
6.2.1 速率單調(diào)（Rate-Monotonic）和時(shí)限單調(diào)（Dealine-Monotonic）算法
6.2.2 常用的動(dòng)態(tài)算法
6.2.3 相關(guān)特性
6.3 最大可調(diào)度利用率
6.3.1 EDF算法的可調(diào)度利用率
6.3.2 EDF算法的可調(diào)度性測(cè)試
6.4 RM和DM算法的最優(yōu)性
6.5 具有較短響應(yīng)時(shí)間的固定優(yōu)先級(jí)任務(wù)的可調(diào)度性測(cè)試
6.5.1 臨界時(shí)刻
6.5.2 時(shí)間需求分析
6.5.3 時(shí)間需求分析的替代者
6.6 具有任意響應(yīng)時(shí)間的固定優(yōu)先級(jí)任務(wù)的可調(diào)度性測(cè)試
6.6.1 繁忙區(qū)間
6.6.2 通用可調(diào)度性測(cè)試
*6.6.3 通用可調(diào)度性測(cè)試的正確性
6.7 RM和DM算法可調(diào)度性的充分條件
6.7.1 當(dāng)Di=pi時(shí)任務(wù)RM算法的可調(diào)度利用率
*6.7.2 定理6.11的證明
*6.7.3 作為任務(wù)參數(shù)函數(shù)的RM算法的可調(diào)度利用率
6.7.4 具有任意相對(duì)時(shí)限的固定優(yōu)先級(jí)任務(wù)的可調(diào)度利用率
*6.7.5 多幀任務(wù)的RM算法的可調(diào)度利用率
6.8 實(shí)際因素
6.8.1 不可搶占性
6.8.2 自掛起
6.8.3 任務(wù)切換
6.8.4 受限的優(yōu)先級(jí)級(jí)別
6.8.5 Tick調(diào)度
6.8.6 固定優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)中的優(yōu)先級(jí)變化
6.8.7 分層調(diào)度的周期任務(wù)的可調(diào)度性測(cè)試
6.9 小結(jié)
6.9.1 可調(diào)度性的充分條件
6.9.2 固定優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)可調(diào)度性的充分必要測(cè)試
6.9.3 實(shí)際因素的影響
習(xí)題
第七章 優(yōu)先級(jí)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中調(diào)度非周期作業(yè)與偶發(fā)作業(yè)
7.1 假定與方法
7.1.1 目標(biāo)、正確性和最優(yōu)性
7.1.2 可選擇的方法
7.2 可延期的服務(wù)器
7.2.1 可延期服務(wù)器的操作
7.2.2 包含可延期的服務(wù)器的固定優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)的可調(diào)度性
7.2.3 具有可延期服務(wù)器的時(shí)限驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可調(diào)度性
7.3 偶發(fā)服務(wù)器
7.3.1 固定優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)中的偶發(fā)服務(wù)器
7.3.2 固定優(yōu)先級(jí)偶發(fā)服務(wù)器的改進(jìn)
7.3.3 時(shí)限驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的簡(jiǎn)單偶發(fā)服務(wù)器
7.4 常量利用率、總帶寬以及加權(quán)公平排隊(duì)服務(wù)器
7.4.1 時(shí)限驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中偶發(fā)作業(yè)的可調(diào)度性
7.4.2 常量利用率服務(wù)器算法
7.4.3 總帶寬服務(wù)器算法
7.4.4 公平性與饑餓
7.4.5 可搶占的加權(quán)公平排隊(duì)算法
*7.5 時(shí)限驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的空閑挪用
7.5.1 靜態(tài)空閑計(jì)算
7.5.2 實(shí)用考慮
7.5.3 動(dòng)態(tài)空閑計(jì)算
*7.6 固定優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)中的空閑挪用
7.6.1 優(yōu)化準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)的考慮
7.6.2 固定優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)中的靜態(tài)空閑計(jì)算
7.6.3 調(diào)度非周期性作業(yè)
7.7 偶發(fā)作業(yè)的調(diào)度
7.7.1 時(shí)限驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的簡(jiǎn)單接受測(cè)試
*7.7.2 時(shí)限驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中基于空閑計(jì)算的接受測(cè)試
7.7.3 固定優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)中的簡(jiǎn)單接受測(cè)試
7.7.4 周期性、偶發(fā)和非周期性任務(wù)調(diào)度的集成
7.8 具有弱定時(shí)約束作業(yè)的實(shí)時(shí)性能
7.8.1 流量模型
7.8.2 帶寬保留服務(wù)器算法的性能
7.9 集成調(diào)度的兩級(jí)方案
7.9.1 概述和術(shù)語(yǔ)
7.9.2 可預(yù)知應(yīng)用程序的調(diào)度
7.9.3 不可預(yù)知應(yīng)用程序的調(diào)度
7.10 小結(jié)
7.10.1 非周期性作業(yè)的調(diào)度算法
7.10.2 偶發(fā)作業(yè)的調(diào)度算法
7.10.3 具有弱時(shí)限的偶發(fā)作業(yè)的調(diào)度
7.10.4 周期性任務(wù)、偶發(fā)任務(wù)和非周期性任務(wù)的集成調(diào)度
習(xí)題
第八章 資源與資源訪問控制
8.1 與資源及其使用相關(guān)的假設(shè)
8.1.1 互斥與臨界區(qū)的執(zhí)行
8.1.2 資源沖突與阻塞
8.2 資源競(jìng)爭(zhēng)與資源訪問控制的作用
8.2.1 優(yōu)先級(jí)逆轉(zhuǎn)、定時(shí)異常與時(shí)限
8.2.2 附加術(shù)語(yǔ)、符號(hào)與假設(shè)
8.3 不可搶占的臨界區(qū)
8.4 基本的優(yōu)先級(jí)繼承協(xié)議
8.4.1 基本的優(yōu)先級(jí)繼承協(xié)議的定義
8.4.2 優(yōu)先級(jí)繼承協(xié)議的特性
8.5 基本的優(yōu)先級(jí)最高限度協(xié)議
8.5.1 基本的優(yōu)先級(jí)最高限度協(xié)議的定義
8.5.2 優(yōu)先級(jí)繼承協(xié)議與優(yōu)先級(jí)最高限度協(xié)議之間的差異
8.5.3 使用優(yōu)先級(jí)最高限度協(xié)議避免死鎖
8.5.4 阻塞的持續(xù)時(shí)間
8.5.5 固定優(yōu)先級(jí)調(diào)度與優(yōu)先級(jí)最高限度協(xié)議
8.6 基于棧的優(yōu)先級(jí)最高限度（最高限度優(yōu)先級(jí)）協(xié)議
8.6.1 共享?xiàng)?yōu)先級(jí)最高限度協(xié)議的動(dòng)機(jī)和定義
8.6.2 最高限度優(yōu)先級(jí)協(xié)議的定義
8.6.3 阻塞時(shí)間與關(guān)聯(lián)切換開銷
8.7 動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)中優(yōu)先級(jí)最高限度協(xié)議的使用
8.7.1 動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)中優(yōu)先級(jí)最高限度協(xié)議的實(shí)現(xiàn)
8.7.2 阻塞持續(xù)時(shí)間
*8.7.3 作業(yè)級(jí)動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)中基本優(yōu)先級(jí)最高限度協(xié)議的適用性
8.8 搶占級(jí)最高限度協(xié)議
8.8.1 作業(yè)與周期性任務(wù)的搶占級(jí)別
8.8.2 協(xié)議定義與阻塞持續(xù)時(shí)間
8.9 對(duì)多部件資源的訪問控制
8.9.1 多部件資源的優(yōu)先級(jí)（搶占級(jí)）最高限度
8.9.2 改進(jìn)規(guī)則
8.9.3 優(yōu)先級(jí)繼承規(guī)則
*8.10 數(shù)據(jù)對(duì)象的并發(fā)訪問控制
8.10.1 凸最高限度協(xié)議
8.10.2 其他實(shí)時(shí)并發(fā)控制方案
8.11 小結(jié)
8.11.1 資源訪問控制協(xié)議
8.11.2 與非周期性作業(yè)的資源競(jìng)爭(zhēng)
8.11.3 模式轉(zhuǎn)換
習(xí)題
第九章 多處理器調(diào)度、資源訪問控制與同步
9.1 多處理器和分布式系統(tǒng)的模型
9.1.1 同類處理器與異類處理器
9.1.2 端到端的作業(yè)與任務(wù)
9.1.3 本地資源與遠(yuǎn)程資源
9.1.4 處理器間的通信
9.1.5 用于端到端任務(wù)的分布式調(diào)度程序的結(jié)構(gòu)
9.2 任務(wù)分配
9.2.1 基于執(zhí)行時(shí)間需求的任務(wù)分配
9.2.2 最小化總通信開銷的任務(wù)分配
9.2.3 任務(wù)與資源分配的集成
9.3 多處理器優(yōu)先級(jí)最高限度協(xié)議
9.3.1 資源競(jìng)爭(zhēng)引起的阻塞時(shí)間
9.3.2 阻塞時(shí)間bi(rc)的構(gòu)成要素上限
9.3.3 一個(gè)直觀示例
9.3.4 可調(diào)度性測(cè)試
9.3.5 不同處理器上資源嵌套請(qǐng)求的影響
9.4 端到端周期性任務(wù)的調(diào)度算法要素
9.4.1 處理器間的同步協(xié)議
9.4.2 各處理器上的子任務(wù)調(diào)度
9.5 固定優(yōu)先級(jí)端到端周期性任務(wù)的可調(diào)度性
9.5.1 不貪心同步任務(wù)的可調(diào)度性
*9.5.2 使用貪心同步算法的任務(wù)的可調(diào)度性
9.5.3 端到端方法和MPCP方法的相對(duì)性能
9.6 異類系統(tǒng)中的端到端任務(wù)
*9.7 動(dòng)態(tài)多處理器系統(tǒng)的可預(yù)知性與驗(yàn)證
9.8 小結(jié)
*第十章 調(diào)度柔性計(jì)算與有時(shí)間距離約束的任務(wù)
10.1 柔性應(yīng)用
10.1.1 柔性應(yīng)用的特性
10.1.2 調(diào)度柔性應(yīng)用的算法
10.2 具有時(shí)間距離約束的任務(wù)
10.2.1 時(shí)間距離模型
10.2.2 距離約束單調(diào)（DCM）算法
10.2.3 調(diào)度具有任意距離約束的任務(wù)
10.3 小結(jié)
10.3.1 柔性計(jì)算
10.3.2 具有距離約束的任務(wù)
習(xí)題
第十一章 實(shí)時(shí)通信
11.1 實(shí)時(shí)通信模型
11.1.1 結(jié)構(gòu)概述
11.1.2 信息包、網(wǎng)絡(luò)帶寬以及物理大小
11.1.3 實(shí)時(shí)通信模型
11.1.4 性能目標(biāo)和約束
11.1.5 實(shí)時(shí)連接與服務(wù)規(guī)程
11.2 交換網(wǎng)絡(luò)的基于優(yōu)先級(jí)的服務(wù)規(guī)程
11.2.1 加權(quán)公平排隊(duì)規(guī)程
11.2.2 與速率成比例的服務(wù)器（RPS）模型和算法
11.2.3 基于幀的加權(quán)公平排隊(duì)算法
11.2.4 延遲-EDD與抖動(dòng)-EDD服務(wù)規(guī)程
11.2.5 固定優(yōu)先級(jí)規(guī)程
11.3 加權(quán)輪轉(zhuǎn)服務(wù)規(guī)程
11.3.1 貪心的WRR規(guī)程
11.3.2 時(shí)間驅(qū)動(dòng)的WRR規(guī)程
11.3.3 有預(yù)算的加權(quán)輪轉(zhuǎn)算法
11.4 廣播網(wǎng)絡(luò)的媒介訪問控制協(xié)議
11.4.1 在CAN以及IEEE 802.5令牌環(huán)網(wǎng)中的媒介訪問協(xié)議
*11.4.2 定時(shí)令牌媒介訪問控制協(xié)議
*11.4.3 DQDB網(wǎng)絡(luò)中的媒介訪問控制
11.5 網(wǎng)絡(luò)與資源預(yù)定協(xié)議
11.5.1 資源預(yù)定中的問題
11.5.2 RSVP（資源預(yù)定協(xié)議）
11.5.3 ST-II、因特網(wǎng)流協(xié)議
11.6 實(shí)時(shí)協(xié)議
11.6.1 數(shù)據(jù)傳輸
11.6.2 RTCP控制協(xié)議
*11.7 多機(jī)系統(tǒng)中的通信
11.7.1 蟲孔網(wǎng)絡(luò)
11.7.2 優(yōu)先級(jí)驅(qū)動(dòng)的流控制
11.8 小結(jié)
11.8.1 針對(duì)交換網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)規(guī)程
11.8.2 廣播網(wǎng)的媒介訪問協(xié)議
11.8.3 資源預(yù)定和實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議
習(xí)題
第十二章 操作系統(tǒng)
12.1 概述
12.1.1 線程和任務(wù)
12.1.2 內(nèi)核
12.2 時(shí)間服務(wù)和調(diào)度機(jī)制
12.2.1 時(shí)間服務(wù)
12.2.2 調(diào)度機(jī)制
12.3 操作系統(tǒng)的其他基本功能
12.3.1 通信和同步
12.3.2 事件通知與軟中斷
12.3.3 內(nèi)存管理
12.3.4 I/O和網(wǎng)絡(luò)
*12.4 處理器預(yù)定及資源內(nèi)核
12.4.1 資源模式及預(yù)定類型
12.4.2 應(yīng)用程序接口和SSP結(jié)構(gòu)
*12.5 開放系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
12.5.1 目標(biāo)及其他
12.5.2 兩級(jí)調(diào)度程序
12.5.3 服務(wù)器的維護(hù)
12.5.4 充分可調(diào)度性條件與接受測(cè)試
12.5.5 調(diào)度開銷與處理器利用率
12.5.6 服務(wù)提供程序的結(jié)構(gòu)及實(shí)時(shí)API函數(shù)
12.6 商用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的能力
12.6.1 LynxOS
12.6.2 pSOSystem
12.6.3 QNX/Neutrino
12.6.4 VRTX
12.6.5 VxWorks
12.7 通用操作系統(tǒng)的可預(yù)知性
12.7.1 Windows NT操作系統(tǒng)
12.7.2 Linux操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)擴(kuò)展
12.8 小結(jié)
12.8.1 商用操作系統(tǒng)
12.8.2 值得擁有的操作系統(tǒng)原語(yǔ)
*12.8.3 資源預(yù)定與開放環(huán)境
習(xí)題
附錄 POSIX線程和實(shí)時(shí)擴(kuò)展
參考文獻(xiàn)
英漢對(duì)照表
譯后記