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实时系统性能测试方法的研究及应用

张晓龙  
【摘要】:实时系统是可以在有限确定时间内对异步输入进行处理并输出的一个信息系统,并为具体实时应用系统提供基础的运行支撑环境,其性能在很大程度上决定了具体应用系统的性能。针对众多实时系统,许多生产商对其进行性能测试,但由于实时性能测试方法的不同,导致难以对这些数据进行交叉对比。因此,通过对实时性能测试方法的研究,设计和实现一种有效的测试方案,对于评测实时系统的实时性能具有非常重要的现实意义。 本论文首先介绍了实时操作系统的基本概念、特点和分类,详细阐述了Linux实时系统以及实时抢占补丁等技术内容,其次以增加实时抢占补丁的Linux实时系统为研究对象,详细分析了实时系统的实时性特点、影响系统实时性的因素、以及实时性能的关键性能评测指标。然后通过对基于测量法和基于基准程序的实时系统性能评测方法的研究分析,设计和实现了一种代码插桩的测试方法,即通过在待测目标系统上加载运行设计的测试程序,利用该程序在关键位置的代码探测段来获取运行系统中的重要系统信息以完成目标系统的实时性能评测。最后,基于数控平台对Linux实时系统的时钟精度、中断响应时间和上下文切换时间等重要指标进行评测,同时将评测结果与标准Linux系统的评测指标进行对比。结果证明了该Linux实时系统基本达到了硬实时系统的时限要求,同时也验证了代码插桩测试方法的正确性和可行性。


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