嵌入式系统分块调度算法和内存管理机制的研究

发布时间：2020-06-15 10:02

【摘要】： 近年来，随着嵌入式设备的蓬勃发展，各式各样的硬件设备、软件平台都被开发出来加入这场21世纪的移动通讯大战。在硬件设备上有Intel公司的StrongARM系列、Motorola公司的Dragon Ball系列等；软件平台有著名的嵌入式Linux操作系统、Microsoft的pocketPC、Accelerated Technology公司的Nuclues PLUS等。一个程序设计者如果想要设计出能横跨这么多平台的应用程序来，不是一件容易的事。因此，本身具有跨平台特性的Java技术就成为目前在手机、PDA等嵌入式系统中越来越受欢迎的热门软件平台。但是手机与PDA等诸如此类的嵌入式设备，本身的硬件运算能力不高且系统资源受限，而我们常见的Java版本例如J2SE、J2EE，体积过于庞大且有各式各样在这些嵌入式设备上所用不到的功能。因此为了满足嵌入式市场的需求，SUN公司推出了Java 2袖珍版——J2ME。但是J2ME的核心KVM大多归国外公司所有，而我国自己相应的商业化产品很少：且KVM的实现技术中仍有值得进一步研究和改进之处。基于以上原因，本文针对KVM的关键技术进行了深入的研究，为开发自主版本的高性能KVM奠定基础。本文在对用于嵌入式系统的现行实时调度算法和内存管理机制进行深入研究、分析和比较后，针对KVM的两个核心模块，线程调度和内存管理，提出了改进算法。这一改进措施有效的提高了系统的实时性能和调度的效率，并在很大程度上避免了原内存垃圾回收算法所带来的长“停顿”，更符合资源受限的嵌入式设备的应用要求。最后通过性能测试，验证了算法是切实可行的，且对系统性能有很大的改进。作者所做的主要工作有： 1．对分块进行预处理，并相应改进了KVM里的线程调度算法以提高调度效率。在预审核器中增加方法引用属性和对象引用属性，将其扩展成预处理器，在分块到达之前先对分块进行预处理，以此来减轻KVM的负担；并与之对应提出一种基于抢占式的调度算法，将静态最优调度算法RMS和时间片轮转算法结合起来，以提高虚拟机的调度效率，增强其实时性能。 2．在内存管理中，根据自适应的思想，引入了分代算法。由于对象的生命期不同，针对young代和old代中对象的不同特点，而采取不同的分配方法和垃圾回收算法。为了提高分配效率，在old代中划分了小对象区和大对象区，以节省分配时间。 3．分代垃圾回收中，对young代和old代采取不同回收算法。在young代中，采用拷贝算法，并且在from子堆和to子堆的基础上，添加了eden子堆，以减小垃圾回收频率；old代中，引入增量收集算法中的三色标记算法，更好的避免了长“停顿”的问题。
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TP368.1
【图文】：

体系结构图,嵌入式系统,体系结构

中心、计算机技术为基础，软、硬件可裁减，适应于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统〔161。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序(即嵌入式应用软件)等四个部分组成(如图2.1)，是可独立工作的“器件，，〔‘，，。图2.1嵌入式系统体系结构一般来讲，嵌入式系统在处理能力、存储能力等“系统资源”方面有别于一般的计算

组成部分,字节码

图22Java组成部分的关系其中Java虚拟机和JavaAPI一起组成了Java的运行环境，所有的Java程序都在这个平台上执行，这个运行时环境也被称为Java平台。开发人员编写Java代码(.class文件)。最后字节码被装入内存，一旦字节码装入虚拟机，它就会被解释器执行，或者是被即时编译器有选择的转换成机器代码执行。由于.。lass文件在执行时需要有Java运行时环境的支持，虽然Java运行环境被建立在各种不同的平台上，但为了支持Java的可移植性，它们的功能要求是统一的，为此Java引入了Java虚拟机(J诩)的概念。2.2.1Java平台随着Java语言的不断发展壮大，Java的应用范围日趋广泛，从小型的智能卡到大型的企业应用都需要Java应用程序来完成不同的任务。针对不同的应用平台套用同一个Java运行环境就显得不再适合了。因此，Sun将开发的Java运行环境区分为三个不同的

【引证文献】