课程文献中心 更多>>

关键词： 非对称多核   异构操作系统   核间协同   核间函数调用   核间数据传输  

摘要： 随着计算机处理任务的多样化与复杂化,传统的对称多核处理器(SMP,Symmetric Multiple Processor)逐渐无法满足任务要求,非对称多核处理器(AMP,Asymmetric Multiple Processor)成为一个新的研究热点。针对嵌入式应用领域的MPU+MCU架构就是其中一个重要的研究方向。与SMP架构处理器或AMP架构中的性能非对称处理器只运行单一操作系统不同,MPU+MCU架构的处理器通常会在不同架构的核心上运行不同的操作系统(例如Linux和RTOS)。通过运行在不同核心上的异构操作系统间协同工作,更好地处理复杂应用所面临的各种任务。但是,MPU+MCU架构现有的核间通信机制只能进行简单的信息传递,对于异构操作系统间的协同开发支持较为有限。在实际开发中,仍需开发人员为核间协同做大量工作,对开发人员要求较高。本论文针对上述问题,基于STM32MP157芯片运行的Linux系统和RTThread系统,利用现有核间通信机制,以及RPC、DMA等技术,设计并实现了一套异构操作系统间的协同机制。该机制实现了核间函数调用机制和核间数据传输机制。核间函数调用机制允许Linux侧应用程序调用RTOS侧函数。核间数据传输机制则向用户提供统一的调用接口,在Linux侧或RTOS侧均可以主动发起数据传输。本文主要工作内容如下:(1)研究了STM32MP157处理器中MPU核与MCU核的架构特点,针对操作系统协同的两大关键部分:执行流和数据流,分别提出了对应的协同需求。对于执行流,核间函数调用机制需要在不改变开发者编程习惯的情况下,完成Linux侧对RTOS侧函数的调用。对于数据流,针对不同应用程序的数据传输需求,核间数据传输机制需要提供不同的数据传输方案。(2)研究分析了RPC(Remote Procedure Call)框架,根据异构操作系统间执行流的协同需求和MPU+MCU架构芯片的特点,设计并实现了核间函数调用机制。(3)研究了现有核间通信机制的运行框架,针对异构操作系统间不同的数据传输场景,基于DMA(Direct Memory Access)传输框架,设计出不同的数据传输方案,以满足操作系统间数据流的协同需求。最后,针对本文设计实现的协同机制,分别设计实验对核间函数调用机制和核间数据传输机制进行测试。测试结果表明,该协同机制达到了预期的设计目标,可以有效的完成核间函数调用与核间数据传输。利用该机制,开发者可以更加便捷地完成核间协同任务的开发,开发效率得到大幅提高。

关键词： 机器人  

ISBN: (纸本)9787111701149

摘要： 本书较为系统地介绍了ROS的基本概念及开发方法，提供了大量的实例代码和具体的实验，能够帮助ROS零基础读者了解并快速走上ROS的开发实践之路。本书共10章，分别为ROS概述、Ubuntu系统基础、Python语言基础、ROS架构与体系、ROS编程基础、机器人传感系统、机器人视觉系统、机器人建模与仿真、ROS综合实例以及ROS实验。

关键词： FPGA   μC/OS-Ⅱ操作系统   任务调度   互斥信号量  

摘要： 随着嵌入式技术的飞速发展,嵌入式实时操作系统的应用场景越来越广泛,同时一些机械设备和军工科技也对嵌入式实时操作系统的实时性和可靠性提出了更高的要求。针对实时内核的改进不在少数,但仅在软核上改进算法已无法明显改善系统的实时性,而目前基于FPGA的硬件技术的发展比较成熟,硬件逻辑并行处理数据能够节省大量的系统时间,因此在改进软核算法的基础上,将软核硬件化是当前主流的研究方向。本文选取μC/OS-Ⅱ操作系统为研究对象。首先针对其调度算法仅支持基于优先级的调度策略限制系统应用场景的问题,分析现有的调度算法,提出两级混合调度策略。第一级调度保留原内核基于优先级的策略,第二级调度采用同优先级调度策略,实时任务采用时间片轮转算法,非实时任务采用先来先服务算法。由此来为原内核增加同级调度并扩充支持的任务数。其次,任务间通信机制是任务调度必不可少的部分,针对μC/OS-Ⅱ操作系统中互斥信号量机制频繁挂起任务开销较大的问题,对互斥信号量进行改进,将其实现机制进一步划分为读和写操作,使得在一个读任务占有信号量时,其它想读共享资源的任务依然可以申请到信号量,达到读/读共享、读/写互斥、写/写互斥,从而提高任务之间通信的执行效率。最后在Altera公司的Quartus Ⅱ软件开发环境下,采用Verilog硬件描述语言分别完成改进后的任务管理和任务调度以及互斥信号量模块的硬件实现,并完成各部分的功能仿真及验证。

关键词： Linux操作系统  

ISBN: (纸本)9787576318906

摘要： 本书立足信创产业基础课程操作系统管理, 全面梳理了我国发展信创产业的原因和战略需求, 让读者领会在当今数字化大时代是大国科技需要坚实的信息技术基础做为支撑; 在知识点讲授方面, 教材从管理工作岗位需求出发以项目为牵手任务为驱动全面介绍了信创Linux系统管理知识, 内容具体包括信创产业和统信UOS的发展史、统信服务器操作系统的安装与基本操作、用户与组管理、文件系统管理、进程与作业管理、设备管理、磁盘管理、网络配置与管理、Shell编程、服务器综合项目实训等常用的知识和技术, 在课程项目里导入了统信服务器操作系统应用的典型项目案例和标准化业务实施流程。

关键词： 双边遥操作系统   RBF神经网络   采样控制   事件触发机制   DoS网络攻击  

摘要： 双边遥操作系统能够延伸人类的控制范围、增强人类的感知能力,在太空探索、深海探索、救灾医疗等领域为人类提供诸多的便利,减少这些领域作业的局限性和危险性。双边遥操作系统是非线性复杂系统,并且在实际的运行过程中可能还会受到外界的未知干扰影响,这会增加系统的复杂性和不确定性。网络化双边遥操作系统在传统双边遥模型的基础上使用数字网络作为数据通信信道,进一步增加系统的可拓展性和便利性。但是在系统的网络化过程中,引入传输数据离散化、网络丢包、网络时延、网络带宽限制等新的控制难点。在进行控制器设计时,考虑到神经网络针对非线性模型的优秀逼近能力,因此我们采用以神经网络为基础的控制方式对系统进行控制。在上述思考的基础之上,本文对这些难点进行研究,主要包含以下几个方面:(1)基于径向基神经网络的双边遥操作系统采样控制研究。由于在双边遥操作系统中引入通信网络,需要对系统状态进行采样打包才能进行网络传输。针对网络通信问题,建立系统采样数据模型和数据处理模型。针对系统不确定性和干扰未知性,引入基于径向基神经网络的滑模控制方法进行控制,给出相应的控制方程和自适应参数更新律,最后选择合适的Lyapunov函数对系统模型的稳定性进行证明。(2)基于事件触发机制的双边遥操作系统采样控制研究。考虑到大批量、高频率的采样数据通过网络传播时,不仅增大了网络压力、浪费网络资源,还可能会增加丢包可能性。为减少冗余数据的传输带来的影响,引入事件触发机制和数据处理机制,在此基础上建立新的采样数据模型,设计出基于RBF神经网络的控制器,并通过使用Lyapunov方法对该系统模型的稳定性进行证明。(3)针对DoS网络攻击下双边遥操作系统采样控制问题进行研究。在网络传输过程中,网络自身因素和Do S网络攻击都可能会引起丢包现象。丢包现象可能会对系统的跟踪性能产生影响,严重的话可能会造成系统的不稳定现象。针对这个问题,首先引入两个伯努利参数分别建立网络自身丢包模型和Do S网络攻击丢包模型,接着在此基础上建立丢包情况下的采样数据模型和数据处理机制,然后设计出基于RBF神经网络的控制方法来对系统进行控制,最后选取Lyapunov函数对系统模型的稳定性进行证明。

关键词： 恶意软件攻击检测   操作系统安全   隐藏信息检测   虚拟机安全  

摘要： 随着云计算的发展,人们更倾向于使用云平台提供的虚拟机,但这同时也带来了许多安全问题,如恶意软件攻击中的Rootkit攻击。Rootkit能够为攻击者提供隐匿自身、维持访问和软件窃听的功能。Rootkit攻击的检测主要依靠虚拟机的运行信息进行判定,出于安全考虑,现有研究均通过无代理方式来获取运行信息,即通过宿主机获取。然而,现有的无代理方式存在不足,如文件信息获取受限和性能开销较大。此外,现有研究对Rootkit攻击的检测支持较差,只能检测部分Rootkit攻击。针对上述不足,设计并实现了一个面向KVM虚拟化环境的Rootkit攻击检测系统。针对文件信息获取受限的问题,设计了磁盘透视模块,通过解析镜像文件和文件系统实现了在宿主机上获取虚拟机内的文件信息。针对性能开销大的问题,设计了系统调用拦截模块对信息获取进行改进。对于系统调用,将拦截时机下沉,只针对特定系统调用进行拦截,减少了性能开销;对于内存信息,利用系统调用来触发获取过程,避免了传统方法导致的虚拟机暂停情况。对于检测支持较差的问题,通过分析攻击原理,综合完整性校验法和视图差异分析法对攻击进行检测,分别依据关键内容是否被修改和不同视角下的运行信息是否一致来判定Rootkit攻击是否发生。此外,检测系统还实现了初始化模块、管理模块和内存防护模块。初始化模块用于实现初始化功能和提供不可信的虚拟机运行信息;管理模块用于实现宿主机与KVM之间的通信功能;内存防护模块用于保护初始化模块在虚拟机内引入的通信守护进程。对检测系统进行了功能和性能的测试。结果表明,检测系统的模块功能正确,且能够检测出常见的Rootkit攻击。此外,改进方法比传统方法的信息获取效率更高,对虚拟机的性能影响更小。在Unixbench测试中,引入检测系统的虚拟机的整体运行效率达到原生虚拟机的95%～96%,只引入了较小的运行开销。在与其它同类系统的比较中,检测系统适用的Rootkit攻击检测场景更多。

摘要： 未来,你对智能手机生态系统的选择可能会决定你选择哪种品牌和型号的汽车几年后,除了品牌和型号,选购新车时可能还有一件事让你头疼,那就是车载系统选谷歌的还是苹果的?甚至还会有更多选项,比如“汽车通用款”“亚马逊高级会员版”等。汽车,尤其是电动汽车,逐渐成为轮子上的智能手机。一些手机行业的佼佼者都进入了汽车行业。为此,过去几年,智能手机的两大巨头在这一行业又有了新领域的竞争,

摘要： 作为装机量最大的智能终端操作系统，安卓系统每一次更新都会受到业界高度关注。2021年10月，谷歌正式发布了最新的安卓12操作系统，其中一个亮点是支持5G网络切片。这一功能对于智能手机来说是一个突破性的进展，对带动5G To C(5G消费者应用)产业生态建设具有重要意义。