计算机软件设计分析

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1、计算机软件设计中嵌入式实时操作系统特点

在计算机软件的开发过程中，嵌入式实时操作系统软件所承担的功能主要有缓存、指令的执行等。这可以使计算机整体上平稳可靠的运行，也使得软件的处理效果得到保障，以此使软件的应用性能得到提升[1]。在计算机软件实际操作控制的过程中必须要实现对应用程序的控制，以以上内容为基础来对软件进行科学合理的控制。微处理器是嵌入式实时操作系统当中的核心硬件，可以实现对各项功能的处理，而且还可以有效的保护计算机当中的内部设备。

2、计算机软件设计中的嵌入式实时操作系统设计

2.1硬件设施配备。本次设计研究所采用的计算机处理器为TI公司生产的芯片，其型号为TMS320C6701型号，该处理器的工作主频为150MHz，存储器为128k双字数据存储器以及flash存储器等。计算机交互功能的实现需要借助于串行异步全双工，总数据传输接口的芯片型号为BU61580。2.2整体布局设计。关于计算机嵌入式实时操作软件系统的布局以及组织时，需要使ROM和FLASH当中存储的数据得到保障，同时也需要确保系统整体上能够可靠稳定的运行。嵌入式软件的设计与应用可以优化计算机内部软件设计[2]。当然，其主要任务是可以实现对程序命令的快速调取，从而执行相关的代码，使ROM的运行速度可以得到迅速提升，进而提升数据处理的效率。构建信息系统可用性评价机制。首先需要实施信息系统可用性评价标准初始集合；其次去除系统没有关联的因素；最后优化设计可用性评价准则，并进一步构建系统评价准则以及内容体系结构。在系统没有关联影响因素去除中主要针对的是那些重复及容易受到主观因素，去除和系统没有关联的使用场景。另外在如果在准则中发现可见性也需要对其实施去除，基于一般交互过程以及新手交互过程准则实施效率以及有效性准则分解，确保能够实现和应用场景的有效适应，因此需要去除。在准则中的防错及灵活性等的多维性，均需要注重准则单一维度准则，有助于实现可用性评价准则集合[3]。组间平均连接法的应用，有助于进行各个评价准则的二维空间坐标聚类分析，在将聚类过程谱系条件上实施可用性评价准则的相容性、操作安全性、用户支持度、功能支持度以及便捷性等的分类。首先关于安全性则也就是要提升人机交互系统的安全性，用户支持、流程支持度以及功能支持度可以对任务流程实施有效支持。优化设计同纬度可用性评价准则，对相关准则含义进一步明确。关于系统的相应分析，与其他准则集合比较，在对系统实施可用性评价准则特点分析过程中，重要的也就是安全性以及流程组织，在安全性评价过程中分为人因安全性以及操控安全性。在系统应用中需要注重实现可用性检查要素内容和可用性评价准则的相互匹配。对于各个评价准则在检查中无法全部应用，因此在可用性检查过程中，注重实现内容功能和评价准则的匹配性，积极开发相关可用性检查问题，并在此基础上构建系统可用性检查列表。在研发过程中为能够提高可用性检查列表，针对相关问题均需要实施信息系统研发人员和可用性专家的详细检查后、修改以及确认，有效防范疑问和模糊的出现[4]。2.3软件任务功能划分。在具体设计时，需要看重嵌入式实时操作软件的软件区功能划分。随着更多应用软件的投入使用，将会增加嵌入式实时操作软件的负荷，因此在实际工作中嵌入式实时操作软件能够依照实际需求进行任务划分，以此显著提升计算机软件设计的便利性。同时，嵌入式实时软件可以科学分析系统中的应用程序，并且与其他相关软件进行协调，确保其可以更可靠的运行。任务功能的划分需要遵循基本的原则，比如时间的紧迫性、周期执行性以及功能内聚性等。图1为嵌入式实时操作系统的功能设计划分：纵观各种不同的处理事件，从整体上可以把事件分为随机与周期性两种不同的类型。其中周期性的事件主要是指数据的采集、输入以及输出，同时包含解算数据指令等。系统的启动需要通过IMU来数据，然后触发应用程序，因此在任务建立时必须要首先建立起IMU周期任务，在这个周期当中需要根据IMU所传递出的信息来进行解算。随机事件包含接受与处理命令等，将其设置为最低优先级[5]。2.4调度与控制功能。嵌入式实时操作软件主要负责调度与控制，其实时性包含软与硬两个方面。其最大的不同就是软实时性当中，计算机在处理命令的过程中不可避免的会出现延迟现象，因此其对于命令的处理时间也会有弹性；但是硬实时性的处理时间就没有弹性[6]。在具体设计过程中需要考虑到这两个方面的实时性特点，从而使计算机的工作效率得到进一步的提升。如果计算机的任务比较重，一般会选择最优调度方案，提升调度和处理效率。2.5评价体系。分布式嵌入式系统是指将通过较大计算能力才能够解决的任务分装为多个小任务，之后通过消息传递的方式将任务分配到网络计算机群中实现处理，最后将计算机结果进行综合处理，从而得到最后的处理结构，实现分布式嵌入式系统评价主要通过资源分配及调度算法两方面。调度算法指的是保证分布式嵌入式计算机的优先级较高的任务能够优先被处理。资源分配主要保存存储、处理器、网络及其中的一系列外部设备，如果资源较多，那么就表示系统的能力较强。分布式嵌入式系统中的可靠性指的是通过全面考虑系统的安全性、可靠性及完整性等多种属性，提高系统在运行过程中的可靠性。可靠性的衡量主要包括多种方式，分别为设计、验证、分析及评估。分布式嵌入式系统中器件的可靠性指的是嵌入式系统在指定作业环境和时间中具备连续服务能力，其能够对计算机系统中的硬件设备服务能力指标进行全面的衡量。为了能够更加全面且准确的将嵌入式计算机自身的性能反映出来，选择的性能指标要满足以下需求：首先，能够表示某方面的特点，也就是代表原则；其次，具备全面的数据资料的支持，也就是可信原则；然后，根据自身的实际需求进行选择，也就是使用原则；最后，选择较小关联度的性能，也就是独立原则。通过上述的原则使分布式嵌入式计算机性能评价指标根据相应的属性联系创建多级递阶的层次结构，以此创建分布式嵌入式计算机的性能评估模型。

3、嵌入式实时操作系统在计算机中的应用案例分析

嵌入式信息系统是在现代社会环境下具有重要应用价值，属于是有效态势感知手段，可以有效确保在正确时间及地点，实现正确信息的有效传递，显著提升决策正确性，不管是在信息传递还是在结果获取中均能够提高正确性。然而系统本身存在的不完整性以及不确定性，对信息系统作用的有效发挥产生了不良影响。基于此种环境则需要显著提升嵌入式信息系统的可用性。在实际应用中系统可用性高，能够显著降低用户工作负荷，最大化的减少人为失误发生率，显著提升用户满意度。因此嵌入式信息系统设计中必须要建立在用户基础上，通过提升系统可用性得到人们的广泛关注。嵌入式实时操作系统在计算机应用当中的具体实现，需要进行专门的详细设计、编码以及开展试验进行测试等，对其时间与空间等方面的指标进行评价。3.1系统初始化。这个环节主要是系统的电初始化与执行用户传递的命令这个阶段。包含程序代码的加载、CPU的初始化、微内核、系统硬件、始终、用户入口程序、内存管理等方面的初始化。3.2驱动程序的设计步骤。驱动程序主要针对计算机当中的底层接口，在嵌入式实时操作操作系统当中包含打开、关闭、读取、控制、写入以及设备驱动程序等。为了使计算机系统运行的效率得到提升，需要对微内核进行简单的封装。3.3具体应用结果分析。通过对其进行半实物的仿真实验进行效果验证，得到如下结果:（1）计算机中断相应的实验值为78μs，任务上下文切换时间测量值为113μs，操作系统bin文件的具体值为26kB，整个系统软件的数值为50k双字。根据仿真试验所得到的结果来看，在计算机中进行嵌入式实时操作系统软件的设计可以使计算机的运行效率得到提升，满足设计的各项指标要求。结语在社会进程发展过程中计算机软件技术也在不断创新，随之进一步促进了嵌入式实时软件的产生，通过使用此种软件的运用，可以有效提升计算机软件的整体质量，显著提升计算机软件在应用中的实用性及稳定性，另外也有助于显著提高计算机设备质量及工作效率。本文重点关于计算机软件的嵌入式软件的应用展开了简要的分析。本文主要对嵌入式实时操作系统在计算机当中的设计流程与应用进行分析研究，并且进行专门的仿真实验分析，结果显示在计算机当中应用嵌入式实时操作系统可以使计算机的运行效率得到提高，使软件开发的复杂性有所降低。

作者:胡晓华 单位:福建江夏学院电子信息科学学院