TW490638B

TW490638B - Computer for executing plural operating systems

Info

Publication number: TW490638B
Application number: TW089102909A
Authority: TW
Inventors: Masahiko Saito; Tadashi Kamiwaki; Tomoaki Nakamura; Hiroshi Ohno; Taro Inoue
Original assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 2000-02-19
Publication date: 2002-06-11
Also published as: US20050149933A1; EP1031924A2; EP1031924B1; KR20000076691A; DE60043032D1; EP1031924A3; US7810096B2; KR100759280B1; ATE444523T1; JP2000242512A; JP4072271B2; CN1264078A

Description

490638 A7 _ B7 五、發明說明（1 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係有關於一種以可一邊切換複數作業系統而動作的計算機以及其作業系統切換方式作爲對象領域，特別是與具有不同之優先順位體系之作業系統的切換方式有關的計算機。以一個計算機讓複數作業系統動作的技術，以往在大型計算機中已知有虛擬計算機（Vivtual Machine: VM ) 。該·習知技術則是在可在計算機內並行動作的複數虛擬計算機上切換複數的使用者任務（以下將過程（ process ) 以及線索（t h r e a d )統一稱之爲任務（t a s k ))而執行處理。虛擬計算機一般雖然可藉由在大型計算機內的一個處理器而被實現，但是當考慮到虛擬計算機與使用者任務的關連性時，則可視爲一個作業系統。一般而言，各虛擬計算機，則根據該虛擬計算機的優先順位而給予一定的時間段落（C P U分配時間）。各虛擬計算機，則會在所給予之時間段落的範圍內切換使用者任務而動作。提高該虛擬計算機之執行效率的技術，則有被揭露在特開平5 - 1 9 7 5 7 7號中之「虛擬計算機中之虛擬計算機執行優先控制方式」。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製該習知技術係由複數的虛擬計算機與用於控制該複數之虛擬計算機的虛擬計算機監視器所構成。虛擬計算機，如系統任務般，在開始及結束執行優先順位高的任務的執行處理時，會將任務的優先順位通知給虛擬計算機監視器。接受此通知的虛擬計算機監視器則將虛擬計算機的執行優先順位變更成所通知的優先順位。藉著將虛擬計算機的 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 490638 A7 B7 五、發明說明（2 ) 執行優先順位變更或在虛擬計算機內所執行之任務的優先順位，可以有效率地進行虛擬計算機控制。隨著微處理器，特別是組裝導向之微處理器的性能提升，以及作業系統的功能提升，而出現一可以在1個計算機上同時讓複數不同的作業系統動作，且動態地加以切換而進行處理的使用者需求。 •一般而言，在工廠等之機械控制、車用導航系統的領域中，非常重視要立刻對外部環境變化進行響應的即時（ Realtime )性，以及可以長時間連續運轉的信賴性等。因此，大多是使用中斷響應性高，且輕巧、具有模組構成的即時用作業系統（即時0 S )。然而，即時0 S，在重視即時性、信賴性的反面，則很難說是優於作爲與人類之介面。另一方面，在一般的個人電腦（P C )中所使用之事務處理用作業系統（事務處理0 S )，係利用畫面來進行操作，而優於作爲對人類的介面。因此，以往連已經使用即時〇S的領域，也愈來愈有想要使用事務處理〇s之使用者介面的要求。但由於事務處理0 S是以與人類的對話作爲主要的處理，因此處理的生產性（through put )較中斷響應性更被重視，也有在、比較長時間禁止中斷的狀態下來執行處理的情形。又，在信賴性方面很難與具有輕巧的構成的即時〇S相提並論，而有不適於2 4小時連續運轉的問題。然而，與在大型計算機上讓複數的虛擬計算"(作業 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 490638 A7 B7 五、發明說明（3 ) 系統）並行動作的方式同樣地，乃在同一個計算機上讓事務處理0 S與即時0 S動作.，若因應必要，可以切換該些作業系統時，則可以同時擁有優越的使用者介面與即時性、信賴性。若是考慮提升微處理器的性能時，則在1個計算機上讓複數作業系統動作的方式，並不是一只大型計算機才能夠辦到的技術。 •此時，當考慮到各作業系統的重要性時，則只有在經常要讓即時0 S優先地動作，直到不再有在即時〇 s上執行的任務時才會讓事務處理0 S動作的方法，是一最單純的作業系統切換方式。然而，在各作業系統上動作的各任務的重要性並無法如此的單純（在即時0 S上的任務經常其重要性較在事務處理0 S上的任務爲高）。第2 7圖係表不能夠單純地加以區分的例子。第2 7 圖係表車用導航系統的構成例。在此則將系統予以簡化，車用導航系統假設是由（i )、辨識駕駛位置的位置辨識任務3 7 0、（ 2 )、導出到目標地點之最短路徑的路徑探索任務3 7 1、（ 3 )、處理來自按鈕·接觸面板等之輸入的介面任務3 7 2、（ 4 )、在駕駛休息時起動之遊戲任務3 7 3等4個任務所構成。通常被要求高速響應性。信賴性的位置辨識任務、路徑探索任務係在即時〇S 1 1 1上被執行，而在優於作爲使用者介面的事務處理的0 S 1 1 〇，則執行介面任務、遊戲任務。但是一般而言，路徑探索是一計算量非常大的處理，必須花費數秒的計算時間。當進行上述之單純的重要性區分時，則會發 ---L---^--------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6 - 490638 A7 B7 五、發明說明（4 ) 生在此期間，介面任務的處理停止，而即使使用者按下按鈕也無法被辨識的問題發生。第2 7圖所示的車用導航系統，當介面任務的重要性變高，而移到可執行狀態時，則必須要優先地執行事務處理〇S。然而，上述習知技術「在虛擬計算機中之虛擬計算機執行優於控制方式」，是以各虛擬計算機（作業系統 )的劝能相同爲前提。一般而言，即時OS，由於可以對環境變化高速地產生響應，因此相較於事務處理〇 s大多具有極多的優先順位位準。又，極端的情況，在即時〇s 上’優先順位的「數値」愈小（接近於〇 )，則優先順位愈高，而在事務處理0 S上，則賦予優先順位的「數値」愈大，優先順位愈高的相反意義。此時，則無法判斷到底那一個作業系統要優先起動才好。因此，上述習知技術，無法將具有不同功能的事務處理〇 S與即時0 S加以統一管理。 / 本發明之目的即在於針對一在一個計算機上要讓複數不同的作業系統動作的多作業系統控制裝置，考慮在各作業系統上所執行之任務的重要性，而選擇應該動作的作業系統加以切換，藉此，可以優先地執行具有重要性的任務〇爲了要達到上述目的，本發明乃針對一可將複數任務根據分配給各任務的優先順位而執行的複數作業系統、與切換該複數作業系統而執行的計算機，進行以下的處理。 (1 )、進行確認各作業系統所執行之任務的優先順本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線* 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 490638 A7 B7 五、發明說明（5 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 位的優先順位監視處理。或是在各作業系統內，進行通知本身所執行之任務之優先順位的優先順位通知處理。事務處理0 S、即時0 S，則也有不能在內部追加優先順位通知處理的情形。此時，則必須進行前者之優先順位監視處理。 (2 )、進行將從各作業系統所取得之正在執行中之任務功優先順位轉換成在各作業系統中之共用的優先順位的優先順位轉換處理（以下將該共用的優先順位稱爲「正規化優先順位」。 (3 )、進行比較由優先順位轉換處理所得到之各作業系統的正規化優先順位，而決定應該要動作之作業系統，且執行作業系統之切換的優先順位比較處理。根據本發明，將優先順位通知處理設在各作業系統內，在作業系統切換任務時，會通知該任務的優先順位。 .線« 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製任務切換功能，由於是構成作業系統的核心，因此大多不可能將優先順位通知手段組入到在市面販售的作業系統內。然而，一般而言，作業系統會將執行中任務的管理資訊保持在計算機的記憶體上，而該管理資訊的一部分爲任務的執行優先順位。又，爲了使任務切換處理高速化，也有將正在執行中之任務的優先順位儲存在特定的變數（優先順位保持變數）的情形。優先順位監視處理則讀取任務管理資訊或優先順位保持變數，而確認各作業系統正在執行之任務的優先順位。優先順位監視處理，即在外部中斷、計時中斷等的時刻來確認優先順位。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8- 490638 附件：第89102909號專利申請案中文說明書修正頁 91年1月修正 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（6) 優先順位轉換處理，則將從各作業系統所取得之正在執行中之任務的優先順位轉換成在計算機內共用的正規化優先順位。因此，優先順位轉換處理具有與各作業系統對應的優先順位轉換表。優先順位轉換表係一從各作業系統固有的優先順位取出正規化優先順位的對應表。雖然可以根據簡單的數學式，將各作業系統的優先順位轉換成正規化優先順位，但是爲了要執行高速且彈性的作業系統切換，最好是利用優先順位轉換表。例如藉著適當地決定儲存在優先順位轉換表的正規化優先順位的値，可以將從各作業系統所得到的正規化優先順位，使其彼此不相等地進行轉換。優先順位比較處理，則從優先順位轉換處理取得各作業系統的正規化優先順位，當存在有具有較現在正在動作之作業系統更高之正規化優先順位的作業系統時，即進行作業系統的切換。請參照圖面來說明本發明的實施例。第1圖係表本發明之第一實施例的整體構造。通常計算機係由處理器1 0 0、記憶體1 〇 1、輸出入控制裝置 102、光碟裝置104、顯示器105等所構成。處理器1 〇 0、記憶體1 0 1、輸出入控制裝置1 〇 2係藉由處理器匯流排1 〇 3而連接。處理器1 〇〇係一用於使複數的作業系統動作的微處理器。記憶體1 〇 1則記憶作爲作業系統之事務處理〇S 1 1 ◦、即時〇S q 1 1、在各作業系統上動作的任務1 1 2〜1 1 7、以及作業系統切 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9- 490638 _卜‘:禱 ____ 五、發明説明（7)1^^“，換程式1 1 8。該些程式則被處理器1 0 0所讀取而被執行。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在輸出入控制裝置1 0 2則連接有用於保存程式資料之光碟裝置1 0 4，以及作爲畫面顯示用裝置的顯示器 1 0 5。又，當要實現工廠控制用或是組裝導向計算機時，則有在輸出入控制裝置1 0 2連接即時控制網路1 〇 6 的情形。在即時控制網路1 0 6則連接有感測器、致動器等之輸出入機器。此外，連接到輸出入控制裝置1 〇 2之光碟裝置1 0 4、顯示器1 0 5、即時控制網路1 〇 6的輸出入裝置1 0 4〜1 0 6中之其中任一者或是全部’也有藉由系統構成而被省略的情形。輸出入控制裝置1 〇 2 則藉由中斷信號線1 0 7，而與處理器1 0 0連接，而能夠通知輸出入動作已結束等。在第1圖中，爲了說明起見，乃記載中斷信號線1 〇 7與處理器匯流排1 0 3爲另外的裝置。實際上，中斷信號線1 0 7爲處理器匯流排 1 0 3的一部分。在處理器的內部設有計時裝置1 〇 8 ’ 每一定週期產生內部中斷訊號。來自計時裝置1 0 8的中斷則使用在作業系統的計時上。處理器1 0 0具備有一能夠將由中斷信號線1 0 7所通知之外部中斷訊號及來自計時裝置1 0 8等之內部中斷訊號予以罩住（mask )的功能。所謂的罩住係指在程式解除中斷遮罩之前，會讓特定之中斷訊號進入的功能。一般而言，中斷遮罩功能存在有以下的三種。 (1 )、全部中斷遮罩：將全部的中斷信號罩住。本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210 X297公釐） -1〇 - 490638 Α7 Β7 五、發明說明（8 ) (2 )、個別中斷遮罩：分別將個別的中斷訊號罩住〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (3)、中斷位準遮罩：對各中斷訊號設定出位準，將在指定位準以下的中斷訊號罩住。根據處理器1 0 0的種類，大多是上述（1 )、（2 )的組合或是（1 )、（ 3 )的組合的其中，一者，當採用由後者的組合所構成的處理器時，會根據對應之輸出入裝置的重要性來分配中斷位準。例如將來自即時控制網路 1 0 6的中斷訊號設定在較來自光碟裝置1 〇 4、顯示器 1 0 5等之中斷訊號爲高的位準。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在本實施例中，在計算機內存在有作爲2個作業系統的事務處理〇S 1 1 〇、即時〇S 1 1 1。該作業系統利用各自所分配到的記憶體·處理器資源，分別執行任務 1 12〜1 14、任務1 15〜1 17。在此，係表作業系統爲2個，任務數目爲6個（對各作業系統各3個）的例子，但是可較該數値更多。或也可以安裝少的作業系統、任務。在本實施例中，雖然未考慮到作業系統數目之動態變更，但是各作業系統也可以動態地進行任務的產生、削除。又，在本實施例中，雖然是針對事務處理〇S 1 1 0、即時〇S 1 1 1來說明，但是實際上即使各作業系統有δ午多種’也可以應用本發明中所述的技術。任務1 1 5〜1 1 7爲在事務處理0 S中所執行的事務處理任務，任務1 1 5〜1 1 7爲在即時處理〇s中所執行的即時任務。事務處理〇S 1 1 〇與即時〇S 1 1 1 ,則各 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 490638 A7 B7 五、發明說明（9 ) 自獨立地定義出任務的優先順位。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在第1圖所示的實施例中，在事務處理〇S 1 1 0的環境下，任務1 1 2〜1 1 4分別具有優先順位〇，7， 3 1 ，而在即時〇S 1 1 1的環境下，任務1 1 5〜 1 1 7分別具有優先順位0，9 9，2 5 5。此外，在本實施例中，所謂的任務係指過程（process )或線索（ thread )的總稱。所謂的過程係指具有個別的記憶體空間而動作的程式。因此，通常某個過程無法變更其他之過程的資料。所謂的線索（thread )係指在共用過程（ process )的記憶體空間動作的程式。因此，在同一個過程中，在正在動作之線索，彼此之間，並不存在資料保護功會b 。在各作業系統內存在有優先順位通知模組1 2 0、 1 2 1。優先順位通知模組1 2 0、1 2 1，在各作業系統在任務切換時會被執行，而針對作業系統切換程式 1 1 8通知接下來要執行之任務的優先順位。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製一般而言，事務處理〇S與即時〇S具有不同之優先順位體、系。在即時〇S中，藉著具有比較多的優先順位位準，而對重要的中斷訊號實現高速響應性。另一方面，在事務0 S中，採取利用比較少的優先順位位準，而提高生產率的方式。又，根據作業系統的種類，而有優先順位的數値愈小（愈接近0 )，則優先順位愈高的情形，以及優先順位的數値愈大，優先順位愈高的情形。因此，直接比較由優先順位通知模組1 2 0，1 2 1所得到的優先順位本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 x 297公釐） -12 - 490638 A7 一 B7 五、發明說明（ίο ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 並無意義。此外，在以後的事務處理〇S 1 1 〇中，優先順位的數値愈大，則任務的優先順位愈高（在第1圖中，任務114最優先），而在即使〇s 111中，相反地優先順位的數値愈小，則任務的優先順位高（在第1圖中，任務11 5最優先）。又，在事務處理OS 110中的優先順位可以在0〜3 1的範圍內指定，而在即使〇S · 1 1 1中的優先順位，則可以在0〜2 5 5的範圍內指定。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製爲了要消除在2個作業系統中之優先順位體系的差異，作業系統比較模組1 1 8乃以優先順位轉換模組1 2 2 、1 2 3與優先順位比較模組1 2 4作爲構成要素。優先順位轉換模組1 2 2、1 2 3分別將從事務處理〇S 1 1 〇、即時〇S 1 1 1所得到之優先順位轉換成在系統內，作爲共同之比較基準的正規化優先順位。雖然不可能直接比較各作業系統的優先順位，但是一旦將兩者轉換成正規化優先順位，即能夠比較2個作業系統正在執行之任務的優先順位。此外，在此，正規化優先順位也可以完全與其中一個作業系統的優先順位相同。此時，該作業系統的優先順位則直接成爲正規化優先順位。優先順位比較模組L 2 4，具有比較由2個作業系統所得到的正規化優先順位，且切換成具有更高之正規化優先順位之作業系統而執行的作用。第2圖係表處理器1 〇〇的內部構成例。快閃記憶體 1 3 1係一將在記憶體1 〇 1上的資料或命令暫時加以儲、 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 490638 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（11 ) 存的緩衝記億裝置。c p U 1 3 0爲演算電路，依序讀取存在於記憶體1 0 1或快閃記憶體1 3 1上的命令而加以執行。在執行命令時，使用暫時儲存演算結果之汎用暫存器1 3 2、用於指定命令位址的程式計數器1 3 3、以及保持執行狀態之狀態暫存器1 3 4。C P U 1 3 0、快閃記憶體1 3 1、汎用暫存器1 3 2、程式計數器1 3 3、狀態暫存器1 3 4，則彼此藉由作爲進行資料轉送之複數信號線的資料匯流排1 3 6，以及作爲進行位址指定之複數信號線的位址匯流排1 3 7而連接。中斷信號線1 0 7與計時裝置1 〇 8則被連接到中斷控制器1 3 5。中斷控制器1 3 5具有針對C P U 1 3 0 產生中斷信號狀態信號]^ 3 8的作用。中斷狀態信號 1 3 8係一表示針對處理器1 0 0現在會產生何種之中斷情形的信號。通常，狀態暫存器1 3 4具有與目前之中斷任務有關的資訊，而決定是否要接受由中斷狀態信號 1 3 8所指定之中斷命令。當接受中斷命令時’中斷控制器1 3 5會更寫程式計數器1.3 3、狀態暫存器1 3 4等的値，而執行對應的中斷處理程式。狀態暫存器1 3 4的構成則表示在第3圖。在此是表示處理器1 0 0具有全部中斷遮罩功能與中斷位準遮罩功能的情形。在第3圖中，狀態暫存器1 3 4具有中斷區段位元（block bit ) 1 4 0與中斷遮罩位準場（mask level field ) 14、1。當中斷區段位元140爲〇N時，則罩住（mask )對處理器1 0 0之全部的中斷命令。中本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -14- ---!-----------------訂---------線% (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 490638 A7 B7 五、發明說明（12) 斷遮罩位準場1 4 1表示現在的中斷遮罩位準値’無法接受在此以下的中斷位準。在第3圖中，中斷遮罩位準場 1 4 1爲4位元的長度。因此，雖然合計可以指定1 6種的遮罩位準（通常，中斷位準0表示「未發生中斷」，由於將中斷遮罩位準設爲0意味著「不進行中斷遮罩」’因此實質上爲15種）。藉著變更中斷遮罩位準場14 1的位元數，可以增減能夠受理之中斷位準的種類。第4圖係表當處理器1 0 0具備有全部中斷遮罩功能與個別中斷遮罩功能時之狀態暫存器1 3 4的構成。在該例子中，狀態暫存器1 3 4實際上係由2個暫存器（執行狀態暫存器1 4 2與中斷遮罩暫存器1 4 3 )所構成。與第3圖同樣地，在執行狀態暫存器1 4 2內設有中斷區段位元1 4 0。在中斷遮罩暫存器1 4 3內之中斷遮罩位元 1 4 4〜1 4 7分別對應於各中斷情形，當將該中斷遮罩位元之其中一者設爲〇 N時，則不能接受對應的中斷訊號。第3圖所示之狀態暫存器係一第4圖之狀態暫存器的特殊形態者。例如將只有中斷遮罩位元1 4 4成爲〇N時的狀態設爲位準1、將中斷遮罩位元1 4 4，1 4 5兩者成爲〇N時的狀態設爲位準2、將中斷遮罩位元1 4 4〜 1 4 6三者成爲Ο N時的狀態稱爲位準3，……。因此，以後之狀態暫存器1 3 4則如第4圖的構成所示。一般的處理器，當受理中斷訊號時，則藉由硬體，自動地將中斷區段位元1 4 0更寫成〇N，且將中斷處理程式的位址儲存在程式計數器1 3 3。因應所需，中斷處理本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -15- "V—---------------訂---------線 (請先閱讀背面之注*/事項再填寫本頁) 490638 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _ ___B7 .__._五、發明說明（13 ) 程式會將中斷區段位元1 4 0更寫成OF F，而可以允許接受中斷訊號。又，作業系統以及任務會暫時地更寫中斷區段位元1 4 0及中斷遮罩暫存器1 4 3的內容，而等待接受特定的中斷訊號。中斷遮斷功能則應用在實現排他控制、以及在執行中斷處理的期間，防止再度發生同一中斷訊號的情形上。接著則說明在該硬體上所實現之本發明的硬體構成。第5圖係表事務處理〇 S 1 1 0、即時.〇S 1 1 1的內部構成。圖中，所有的元件（component )係被儲存在記憶體1 0 1上。事務處理OS、即時OS皆是等待可執行之任務的資訊，而依據行列1 5 0、1 5 1的形式來管理。雖然等待可執行行列1 5 0、1 5 1也有針對每個優先順位來設置的情形，但是在本實施例中，全部的可執行任務皆是由一個等待行列來管理。此外，當等待可執行行列是一個時，即使是針對每個優先順位而設，也不會影響到本發明的內容。各任務，由於依序取（a )執行狀態、（b )可執行狀態、（c )等待狀態的3種狀態，因此，作業系統，除了可執行的任務以外，也依據其他的等待行列來管理等待狀態任務、停止狀態任務。此外，在第5圖中，則省略掉該些等待行列的記載。被可執行等待行列1 5 0 及1 5 1所管理的任務管理表1 6 0〜1 6 5，則儲存應，該要執行之任務的優先順位、在執行任務時之程式計數器、狀態暫存器、汎用暫存器的値等。當以一個等待的行列來管理可執行任務時，則被登錄請先閱讀背面之注意事項

頁 I I I I I 訂 ▲ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -16- 490638

五、發明説明（1子 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在等待可執行行列的任務管理表，則依據優先順位高的順序被配置。亦即，使接下來要執行之任務的管理表會到等待行列的前頭。如上所述，本實施例中所述之事務處理〇S具有0〜3 1的優先順位，優先順位的數値愈大，則優先順位愈高。又，即時〇S 1 1 1具有〇〜2 5 5的優先順位，優先順位的數値愈小，則優先順位愈高。因此，在事務處理◦ S中，將與任務1 1 4 (優先順位「3 1」 )對應的管理表1 6 2配置在可執行等待行列1 5 0的前端，以下，則依據任務1 1 3 (優先順位「7」）的管理表1 6 1、任務1 1 2 (優先順位「〇」）的管理表的順序加以配置。相反地，在即時0 S中，與任務1 1 5 (優先順位「0」）對應的管理表1 6 3，則被配置在可執行等待行列1 5 1的前端，接著，則依據任務1 1 6 (優先順「9 9」）的管理表1 6 4、任務1 1 7 (優先順位「 2 5 5」的管理表1 6 5的順序加以配置。各作業系統，具有進行中斷處理的中斷操作器1 5 2 、1 5 3，對任務提供服務的系統呼叫程式1 5 6、經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 5 7，以及進行任務切換的再安排器1 5 4、155。當隨著任務的產生、刪除、停止、再開始、或發生外部中斷。內部中斷而不得不進行任務切換時，則起動再安排器 15 4、 1 5 5。再安排器1 5 4、 1 5 5，在將剛剛之前所執行之任務的執行環境（暫存器等）儲存在任務管理表後會被叫出，而重新決定所要執行的任務，且從任務管理表取出該執行環境。藉由將此設定在程式計數器、狀態 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇 ><297公釐） 490638 A7 ___B7 ______ 五、發明說明（15 ) 暫存器、汎用暫存器等，而執行所選擇的任務。再安排器1 5 4、1 5 5，在其內部具有優先順位通知模組1 2 0，1 2 1。優先順位通知模組1 2 0， 1 2 1，在重新將應執行的任務的執行環境設定在暫存器之前會起動，且將任務的優先順位通知到在作業系統切換程式1 1 8內的優先順位轉換模組1 2 2，1 2 3。第6圖係表作業系統切換程式1 1 8的內部構造。優先順位轉換模組1 2 2，1 2 3，爲了要將在各作業系統中的優先順位變更成正規化優先順位，分別具有優先順位轉換表1 7 0，1 7 1。正規化優先順位，在本實施例中爲0〜2 5 5之範圍的整數。定義成「正規化優先順位的數値愈大，則正規化優先順位愈高」。當然，也可以改變正規化優先順位之數値的範圍、或定義成「正規化優先順位的數値愈小，則正規化優先順位高」。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製如上所述，事務處理OS 1 1 0具有〇〜3 1的優先順位，此時，優先順位轉換表1 7 0成爲一具有3 2個入口（ eutry )的配列。各配列要素辱有〇〜2 5 5之範圍的整數，且滿足以下的不等式（在此將配列的名稱設爲 prioBusiness ) 〇 i>j<=>prioBusiness[i]>prioBusiness[j] (但是，0‘i ， jS31) , 一由於事務處理0 S 1 1 〇的優先順位以及正規化優先 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 490638 - A7 B7 五、發明說明（16) 順位均是數値愈大，則優先順位愈高’因此，該條件必須要成立。同樣地，當即時osi 1 1具有0〜255的優先順位時，則優先順位轉換表.1 7 1成爲一具有2 5 6個入口的配列。各配列要素具有0〜2 5 5之範圍的整數，且滿足以下的不等式（將配列的名稱設爲prioRealtime ) i>j<^>prioRealtime[i]<prioRealtime[j] (但是，〇 $ i ，j $ 2 5 5 ) 而不等號的方向與事務處理0 S不同的理由，則在於即時0 S，係設成優先順位的數値愈小，則優先順位愈高之故。第6圖係表當判定任務1 1 4爲接下來可以在事務處理〇S 1 1 〇上執行的對象時，會從優先順位通知模組 1 2 0被通知優先順位的數値「1 1」。優先順位轉換模組1 2 2則利用優先順位轉換表1 7 0，可以取得正規化優先順位的數値「1 2 4」。相反地，當任務1 1 5成爲一接下來可在即時0 S 1 1 1上執行的對象時，則從優先順位通知模組1 2 1被通知在即時〇S中之優先順位的數値「0」。優先順位轉換表1 2 3，則利用優先順位轉換表 1 7 1，而取得正規化優先順位的數値「2、5 5」。在此 ’在本實施例中，必須要注意不管事務處理0 S 1 1 0之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱）請先閱讀背面之注意事項頁經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -19 - 490638 - Α7 Β7 五、發明說明（17) , 任務的優先順位多高，也不能夠超越正規化優先順位的數値「1 2 4」。而此則是優先順位轉換表之設定方法之極端的例子，其目的在於儘可能地讓在即時Ο β上的任務優先執行（也有在事務處理〇 S上的任務相對於在即時〇s 上之任務之優先順位低者，爲優先的情形）。但是，當然可以改變優先順位轉換表1 7 0的構造，以使得2個作業系統·的優先順位儘可能要對等地被轉換成正規化優先順位〇優先順位轉換模組1 2 2，1 2 3已轉換的正規化優先順位，均會通知給優先順位比較模組1 2 4。而優先順位比較模組1 2 4會保存被通知的事務處理0 S正規化優先順位1 7 2與即時〇S正規化優先順位1 7 3。此時，事務處理〇S正規化優先順位1 7 2的數値爲「1 2 4」，而即時〇S正規化優先順位1 7 3的數値爲「2 5 5」〇如上所述，優先順位通知模組1 2 0，1 2 1係存在於再安排器內，在任務更替時被執行。由於從任務更替到下一個任務更替爲止的期間只執行1個任務，因此，只要任務的優先順位沒有變化，在此期間，對於該作業系統之正規化優先順位也不會變化。優先順位通知模組1 2 0， 1 2 1，由於在任務更替時必須要通知優先順位，因此， 4保存在優先順位比較模組1 2 4內的事務處理0 S正規化優先順位1 7 2與即時〇 S正規化優先順位1 7 3，則成爲一反映出實際之各作業系統ΐ之任務之優先順位ή數値 (請先閱讀背面之注意事項再Wk本頁)

會. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -20- 490638 A7 B7 五、發明説明（I—— ^: 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 優先順位比較模組1 2 4，則相互比較所保持之各作業系統之正規化優先順位1 7 2，1 7 3的數値，而讓具有更高之正規化優先順位的作業系統優先執行。在第6圖的例子中，則實施具有更高之正規化優先順位的即時〇 s 1 1 1。作業系統切換系統1 1 8，除了優先順位轉換模組 1 2 2，1 2 3、優先順位比較模組1 2 4外，也具有將所發生之中斷訊號分配到各作業系統之共用中斷操作器 1 7 4、在作業系統之間執行協調處理之〇s間通信功能模組1 7 5、進行2個作業系統之執行環境切換的〇s上下文（context )切換模組1 7 6、以及根據任務的優先順位，而變更中斷任務之中斷遮罩位準計算模組1 7 7 。該程式的詳細內容請容後述。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製弟7圖係表在事務處理〇S 1 1 1中之再安排器 1 5 4的處理流程。即時〇S 1 1 1的再安排器1 5 5也進行同樣的處理。再安排器154，一般而言，爲一在（ 1 )計時器中斷處理結束時，（2 )外部中斷處理結束時 ’ （3 )執行系統呼叫時，若目.前正在執行的任務不能夠執行，而在使執行中的任務的暫時器退避到任務管理表後會被起動的模組。對於可能使再安排器1 5 4起動的系統呼叫而言，則有（a )任務的產生、結束、停止、再開始 (例如當產生優先順、位較本身爲高之任務時）、（6 )排他控制的執行。結束（移到排他控制等待狀態的情形等） -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 490638 - A7 B7 五、發明說明（19) 、（C )、任務的優先順位變更（讓自己的優先順位降低的情形）的情形。再安排器1 5 4，第一則從可執行等待行列1 5 0取出最高優先順位的任務管理表（處理1 8 1 )。在此，也有全部的任務均成爲等待狀態或停止狀態，而不存在可執行的任務的情形。而此則在處理1 8 2中加以判定。 •若存在有可執行任務時，則將處於idle狀態的訊息通知給優先順位轉換模組1 2 2。此時，.由於不存在可執行任務，因此移到idle迴路（loop )(處理1 8 6 )。所謂的idle回路係一在出現要執行的處理之前，什麼都不做的程式。在此要注意的是在處理1 8 4中，乃對優先順位轉換模組1 2 2通知idle狀態。若事務處理0 S 1 1 〇處於idle狀態時，優先順位比較模組1 2 4則優先執行即時〇S 1 1 1。因此，除了 2個作業系統同時移到idle狀態的情形外，實際上，在處理1 8 6中並未執行idle回路。當再度執行事務處理0 S 1 1 〇時，由於存在有要執行的處理，因此會立即地脫離idle回路，而移到處理1 8 1。當在處理1 8 2中判定存在有應執行的任務時，則從任務管理表取出接下來要執行之任務的優先順位，且通知給優先順位轉換表1 2 2。當所逋知的優先順位較即時〇S 1 1 1的優先順位爲低時（根據正規化優先順位來比、較），此時，則被切換成即時〇 S 1 1 1。相反地當從即時〇S 1 1 1被切換成事務處理〇s 1 1 0時，則只要是不是因爲中斷處理等，而使得想要執行的任務變得&法執本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）請先閱讀背面之注意事項

頁 I 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印剩衣 -22· 490638 五、發明説明（行’或是成爲可以執行優先順位更高的任務的情形的任務情形，即可以在處理1 8 3後，立刻再度執行（在處理 1 8 1中起動所選擇的任務）。此外，當然，當正在執行中的任務變得無法執行，或是成爲可以執行優先順位較執行中任務爲高之任務的情形時，則再安排器1 5 4本身會再度被起動。在處理1 8 5中，則從任務管理表使暫存器回復，藉由登錄在處理器1 0 0的暫存器內，而執行所選擇之任務的處理。在此，在再安排器1 5 4中，處理1 8 3、1 8 4相當於優先順位通知模組1 2 0。同樣地也將優先順位通知模組1 2 1放入到再安排器1 5 5內。接著第8圖係表與事務處理〇S 1 1 〇對應之優先順位轉換模組1 2 2的處理流程。優先順位轉換模組1 2 2 ，則從優先順位通知模組1 2 0被叫出，而立即地執行優先順位轉換處理。最初，則判定優先順位通知模組1 2 0 是否已經通知idle狀態（處理1 9 0 )。由於idle狀態可以看成具有較任何的優先順位爲低的優先順位，因此在此可以想成較任何之正規化優先順位爲低，而具有如（ - 1 )之正規化優先順位的數値。在處理1 9 3中，則將該數値（- 1 )通知給優先順位比較模組1 2 4。若不是 idle狀態，則從優先順位轉換表1 7 0讀取對應的入口 (entry )(處理1 9 1 )，且將此通知給優先順位比較模組1 2 4 (處理1 9 2 )。而與即時〇S 1 1 1對應的優先順位轉換模組1 2 3的處理也相同。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 23 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 490638 A7 ___B7____ 五、發明說明（21 ) 第9圖係表優先順位比較模組1 2 4的處理流程。優先順位比較模組1 2 4，第一則判定是來自事務處理〇S 1 1 〇的正規化優先順位、或來自即時OS 1 1 1的正規化優先順位（處理2 0 0 )。若是事務處理〇S 1 1 0的正規化優先順位，則將取得的正規化優先順位儲存在事務處理0 S正規化優先順位1 7 2 (處理 2 0 1)。若是來自即時〇S 1 1 1的正規化優先順位，則將該正規化優先順位記憶在即時0 S正規化優先順位 1 7 3 (處理 2 0 2 )。由於被通知正規化優先順位，只有在其中一個的正規化優先順位有可能發生變化的情形，因此，在此則比較事務處理0 S正規化優先順位1 7 2與即時0 S正規化優先順位1 7 3的數値（處理2 0 3 )。在本實施例中，則設成使正規化優先順位的數値大的作業系統優先起動。因此，若事務處理〇S 1 1 0之正規化優先順位的數値較即時〇S 1 1 1之正規化優先順位的數値爲大時，則將接下來要執行之作業系統設成事務處理OS110 (處理204 )。至於其他的情形，則設成接下來執行即時〇S 1 1 1 (處理205)。此外，在此，即使事務處理OS110 與即時0 S 1 1 1的正規化優先順位相等，也會執行即時〇S 1 1 1。當要加以變更，而正規化優先順位彼此相等、時，即使要執行事務處理〇S 1 1 0，也不會有問題。又，在設定優先順位轉換表1 7 0、1 7 1的內容時，使各各作業系統所得到的正規化優&順位彼此不相等，則I也是本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐）「24 _ ' " -------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

490638 五、發明説明（2$ 一使系統單純化的一種方法。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 接著，則在處理2 0 6中判定重新應執行之作業系統是否與到目前爲止已執行的作業系統相等。當執行與到目前爲止不同的作業系統時，則會請託0 S上下文切換模組 .1 7 6進行作業系統執行環境的退避。回復（處理2 0 7 )° 第10圖係表中斷操作器152、 153、共用中斷操作器1 7 4、〇S間通訊功能模組1 7 5、〇S上下文切換模組1 7 6的詳細內容（至於中斷遮罩位準計算模組 1 7 7，則以另外的圖加以詳細說明。中斷操作器152、 153分別具有中斷堆疊器 2 1 4，2 1 5，以作爲保存在發生中斷時的.暫存器値、暫時變數的領域。在發生中斷時，必須要保持在剛發生中斷前的暫存器値，而在中斷處理結束後使該暫存器値回復。因此，必須要有中斷堆疊器214、 215。在發生中經濟部智慧財產局員工消費合作社印製斷時，會根據所使用之處理器1 0 0的種類自動地切換暫存器，且在中斷處理結束後，具備回復到切換前之暫存器的功能。然而，當考慮到可以進行多重中斷的系統時，則即使是使用如此的硬體，也必須要有中斷堆疊器（在中斷處理期間，當發生具有更高緊急性的中斷情形時，必須要優先執行最新發生的中斷處理，接著，則要回復到原來的中斷處理。中斷操作器1 5 2，1 5 3更具有中斷堆疊指標器 2 16，217，以作爲表示在中斷堆疊器214，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公釐） -25 - ^ 3 6 ο 9 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____B7___五、發明說明（23 ) 2 1 5中已經使用到那個領域的指標器。中斷操作器 152、 153,會利用中斷堆疊器，以及中斷堆疊指標器來保存在發生中斷前的執行環境（暫存器等），而執行必要的中斷處理。在中斷處理結束後，則回復到在發生中斷前的執行環境，而繼續執行原來動作的程式。共用中斷操作器1 7 4具有將所發生的中斷訊號分配給中澌操作器1 5 2，1 5 3的作用。因此，共用中斷操作器17 4具有執行0S記憶變數，以作爲用於記憶目前正在執行的作業系統是事務處理0 S 1 1 〇或是即使〇S 1 1 1的領域。例如當在第1 〇圖所示的時刻，若是假設爲事務處理0 S正在執行處理時，則此時，將「事務處理〇S」記憶在執行〇S記憶變數2 1 〇。當然，由於執行0 S記憶變數2 1 0記憶文字列「事務處理0 S」非常沒效率，因此，可以例如以下的整數形式加以記憶。 •事務處理0 S 〇 •即時〇S -> 1 共用中斷操作器1 7 4更具有一表示所發生的中斷係與那一個作業系統對應的中斷對應表2 1 1。中斷對應表 211係一表示各中斷應該要在那一個作業系統中被處理的對應表。在本實施例中，如第4圖所示，存在了 3 2種的中斷原因。因此，中斷對應表2 1 1也是由3 2個的入、口（ entry ) (〇 — 31)所構成。在第10圖的例子中，則如中斷原因0爲事務處理OS，中斷原因1爲即時〇S，……，中斷原因3 1爲即時〇S般地來定義&應該 (請先閱讀背面之注意事項再？本頁) 0 線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -26- 490638 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（24 ) 要在那一個作業系統中被執行。此外，在效率上，中斷對應表2 1 1的內容，與執行〇s記憶變數2 1 0同樣地，不是文字列形式，而應以整數形式來記憶。更者’也有根據計算機的種類，而由2個作業系統來共用1個輸出入機器的情形（例如事務處理〇S 1 1 〇，即時0 S 1 1 1兩者將文字或影像輸出到顯示器的情形）。爲了要實現如此的系統，則必須要動態地變更作爲中斷分配對象的作業系統。在本實施例中，未將作爲分配對象的作業系統予以固定，而是取自中斷對應表2 1 1的原因即在於此。藉著根據輸出入機器的使用狀況來變更中斷對應表2 1 1的內容，即可以動態地變更中斷分配對象。共用中斷操作器1 7 4，則利用執行〇S記憶變數 2 1 0 ·來判定目前所執行之作業系統的種類，若此與從中斷對應表2 1 1所得到之分配對象作業系統爲一致時，則會請求〇S上下文切換模組1 7 6進行切換。在作業系統爲一致，而結束作業系統的切換後，則請求該作業系統的中斷操作器進行處理。此外，執行〇S記憶變數2 1 0則也得自〇S上下文切換模組1 7 6。如此，在作業系統切換程式內之具有各模組的內部構造，則不限定於由各模組所占有，各模組可以因應所需而共用。〇S上下文切搀模組1 7 6，在優先順位比較的結果、，或是發生中斷的結果，而不得不切換作業系統時會被起動。爲了要切換2個作業系統，則必須要具有用於保存該些執行環境（亦即，暫存器値）的領域。在此，則準備了 (請先閱讀背面之注意事項再Wk本頁) 太訂：線；本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -27- 490638 - A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（25) 事務處理〇S用保存上下文（context ) 2 1 2作爲用於保存事務處理〇 S之執行環境的領域，而準備了即時〇S 用保存上下文2 1 3作爲用於保存即時〇 S之執行環境的領域。〇S上下文切換模組1 7 6會將執行環境保存在與現在正在執行之作業系統對應的保存上下文，接著，則從另一方的保存上下文讀取執行環境，而設定在處理器1 0 0 的暫存器內。藉此可以實施作業系統的切換。〇S間通訊功能模組1 7 5係一用於使在2個作業系統上的任務彼此進行通訊、協調的程式。在此，則存在有可以由事務處理0S 1 1 0、即時0S 1 1 1兩者來使用的共用記憶體2 1 8、以及在作業系統之間進行排他控制的取得鎖定.模組2 1 9、解除鎖定模組2 2 0。共用記憶體2 1 8爲記憶體1 〇 1的一部分，係一可從2個作業系統進行對照的領域。至於共用記憶體2 1 8以外的記憶體，基本上被分割爲事務處理0 S用領域、即時0 S用領域、作業系統切換程式用領域，而分別爲事務處理〇S1 1 〇、即時〇S1工工、作業系統切換程式1 18 所占用。當在2個作業系統上的任務使用共用記憶體 2 1 8.時’則通常進行排他控制，以維持在共用記憶體 2 1 8上之資料的一貫性。當應用程式進行跨越作業系統、之間的排他控制時，則利用提供取得鎖定權模組2 1 9、 V 解除鎖定權模組2 2 0的功能。此時’必須要注意一被稱爲優先順位逆轉現象^狀況 (請先閱讀背面之注意事項再

訂： -線；本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -28 - 490638 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 一 ____B7 ____五、發明說明（26 ) 。所謂的優先順位逆轉現象一般則意味著以下的狀態。 (1 )、作爲低優先順位的任務α最初被起動，而取得鎖定權（lock )。 (2 )、接下來起動爲高優先順位的任務yS，而移到等待鎖定狀態。 (3 )、接下來起動爲中優先順位的任務7，而從任務α ·(低優先順位）切換到任務7 (中優先順位）。此時，由於執行任務r而妨礙到任務α的執行，結果會延長到高優先順位/3取得鎖定權爲止的時間。優先順位逆轉現象通常是利用優先順位上昇方式或優先順位繼承方式來解決。優先順位上昇方式係一使已取得鎖定權之任務的優先順位提高到一定的位準爲止的方式。藉此，即使已取得鎖定權之任務α的優先順位暫時變得較任務r (中優先順位 )爲高，而起動任務r時，任務α也會被執行直到解除鎖定權爲止。之後，爲高優先順位的任務Θ則取得鎖定權，而繼續處理。優先順位繼承方式係一改變上述優先順位上昇方式而具有柔軟性的方式。優先順位繼承方式係一移到等待鎖定狀態的任務（在例子中爲任務/3 )的優先順位，若是較取得鎖定權的任務（任務α )爲高時，則會讓該優先順位繼、承取得鎖定權中的任務的方式。在此，在取得鎖定權的期間，任務α會繼承任務0的優先順位。此外，也有在低優 - . — 一先順位的任務彼此進行排他控制等不一定要讓優先順位上請先閱讀背面之注意事項

頁訂本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 29- 490638 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（27) 昇到一定位準的情形，則優先順位繼承方式係一能夠應付此一情況的方式。在本實施例中所述之取得鎖定權模組2 1 9、解除鎖定權模組2 2 0，則設成可以在作業系統之間實施如此之優先順位上昇或是優先順位繼承方式。而在作業系統之間之優先順位上昇、繼承則是利用正規化優先順位來進行。以後，則說明在第1 0圖所示之模組中，〇S上下文切換模組176、共用中斷操作器174、中斷操作器 1 5 2、取得鎖定權模組2 1 9、解除鎖定權模組2 2 0 的處理流程。有關中斷操作器1 5 3，由於具有與中斷操作器1 5 2同樣的處理流程，因此省略其說明。第1 1圖係表〇S上下文切換模組1 7 6的處理流程。〇S上下文切換模組1 7 6只有在必須要切換作業系統時才會被叫出，而是否必須要切換的檢查則是在叫出前進行。因此，最初只檢查是否必須要切換到某個作業系統（處理230)。在此，當從事務處理OS切換到即時〇S 時（目前正在執行的作業系統爲事務處理〇 S 1 1 〇，而即時0 S 1 1 1的優先順位變高時），則讓使用中暫存器的値退避到事務處理〇S保存用上下文2 1 2內（處理 2 3 1 )。接著，則從即時〇 S用保存上下文2 1 3回復執行環境，藉著設定在暫存器（處理232) ’可以從以、前已退避的狀態再度執行即時〇S 1 1 1。當從即時〇S 1 1 1切換到事務處理OS 1 1 1時’則相反地讓使用中的暫存器的値退避到即時OS用保存上下文2 ί 3 ( (請先閱讀背面之注意事項再 --- 本頁： · 線- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -30 - 490638 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（28 ) 處理233)。接著，則從事務處理OS用保存上下文 212回復暫存器（處理234)。不管是那一種情形，最後皆將切換後的作業系統寫入到執行0 S記憶變數 2 1 0 (處理 2 3 5 )。第1 2圖係表共用中斷操作器1 7 4的處理流程。一般而言，由單一的作業系統所控制的計算機，會執行全部中斷之稱爲中斷操作器的模組，接著則分配給各程式。然而，對於本實施例中所述之讓複數作業系統動作的計算機而言，在此之前，共用中斷操作器即接受全部的中斷，且將其分配給對應之作業系統中斷操作器的形式。在將中斷分配給各作業系統時，若發生中斷，也有由與中斷對象以外之另外的作業系統執行處理的情形。此時，必須要切換到與中斷對應的作業系統，而共用中斷操作器則具有該作用。共用中斷操作器1 7 4，在發生中斷後，第一即取出執行〇S記憶變數2 1 0的內容，而檢查現在正在執行的作業系統是事務處理OS 1 1 〇或是即時〇s 1 1 1 (處理2 4 0 )。接著，則利用中斷對應表2 1 1，取得所發生的中斷係對應於那一個作業系統（處理2 4 1 )。例如，當使用第1 0圖的中斷對應表2 1 1時，則如當發生中斷「0」時，取得事務處理OS1 1〇、當發生中斷「1 、」時，取得即時OS 1 1 1 .......、當發生中斷「3 1」時，取得即時〇s 1 1 1般地得到對應的作業系統。在此 ’則檢查中斷對象作業系統是否與執行中的作業系統相等 (請先閲讀背面之注意事項再本頁)

訂：線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -31 3 6 ο 9 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___B7 _ 五、發明說明（29) (處理2 4 2 )。若所發，生的中斷未對應於現在執行中的作業系統時，則必須要切換作業系統。該切換處理，則是請求〇 S上下文切換模組1 7 6來進行（處理2 4 3 )。接著，則檢查中斷對象作業系統是事務處理0S11〇或即時〇S111(處理244)。若對象是事務處理〇S、1 1 〇時，則起動事務處理〇s的中斷操作器1 5 2 (處理245)。若對即時〇S 111發生中斷時，則起動即時0S之中斷操作器153 (處理246)。一般而言，中斷操作器152、 153，當必須藉由中斷處理來進行任務切換時，則會叫出再安排器1 5 4、1 5 5，而不會將控制權退回到共用中斷操作器1 7 4。但是當未發生任務切換時，則直接結束中斷操作器的處理。此時，中斷操作器152、 153會將控制權退回共用中斷操作器 (在第13圖中後述），共用中斷操作器會從處理247 再度開始動作。處理2 4 7係一在發生中斷時檢查是否已切換作業系統的處理。當根辦處理2 4 3來切換作業系統時，在此，、則必須再度切換作業系統，而回到原來的執行環境。所謂未發生任務切換是指2個作業系統的正規化優先順位沒有變化，而不得不回到在發生中斷前的執行狀態。因此，再一次地請求0 S上下文切換模組1 7 6執行更替處理（處理248)。當各作業系統的中斷操作器執行再安排器1 5 4， 1 5 5時，如上所述，控制權不會回到共用中斷操ίΐ器的 (請先閱讀背面之注意事項再本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -32 - 490638 ^ A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（30) 處理247。此時，再安排器154，155會將新的任務的優先順位通知給優先順位轉換模組1 2 2，1 2 3。藉此而判定優先順位比較模組1 2 4是否進行作業系統的切換。此外，共用中斷操作器1 7 4的構成可以如第2 8圖所示般地變更。第2 9圖所示之共用中斷操作器1 7 4，除了第1 0圖所示之共用中斷操作器的構成要素外，也具有中斷優先順位對應表3 8 0。中斷優先順位對應表是一表示中斷操作器必須根據什麼正規化攀先順位來動作的對應表。在第2 9圖的例子中，與中斷原因0對應的中斷操作器必須根據正規化優先順位2 5 5而動作，而與中斷原因3 1對應的中斷操作器，則必須根據正規化優先順位 2 2 4而動作。共用中斷操作器1 7 4，則在起動各作業系統的中斷操作器之際，會根據中斷優先順位對應表 3 8 0，而更新該作業系統的正規化優先順位，又在結束中斷操作器的動作後，會回復到原來的正規化優先順位。此外，在此例子中，雖然共用中斷操作器1 7 4具有中斷優先順位對應表3 8 0，但是也可以採用將中斷優先順位對應表3 8 0設在優先順位轉換表1 2 2，1 2 3內，而從共用中斷操作器1 7 4請求優先順位轉換的構成方式。此外，如第2 9圖所示，若是可將正規化優先順位也 i分配給中斷情形時，則正規化優先順位_也可以分配給各作業系統的各動作狀態。例如，作業系統一般而言具有以下的4種的動作狀態。 _ (請先閱讀背面之注意事項再本頁}

· --線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -33 - 490638 - A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（31 ) . (1 )、idle 狀態 (2 )、任務執行狀態 (3 )、作業系統本身的處理狀態（例如初始化處理 ) (4 )、中斷處理狀態可將正規化優先順位分配給全部。此時，一般則必須使中斷處理狀態最優先動作，而分配給最高的正規化優先順位。接著則依據作業系統本身的處理狀態、任務執行狀態、idle狀態的順序來分配正規化優先順位。第1 3圖係表從共用中斷操作器1 7 4被叫出之事務處理〇S之中斷操作器1 5 2的處理流程。第一則讓使用中的暫存器退避到中斷堆疊器214 (處理250)，而執行中斷處理（處理2 5 1 )。在此則檢查作業系統是否處於再安排中（亦即，再安排器1 5 4是否正在執行處理 )(處理252)。所謂的再安排中是指正在選擇接下來要執行的任務，但實際上並未執行任務。因此，若是要使作業系統的處理單純化，此時，最好再次從頭開始進行再安排（reschedule )。亦即，當判定爲處於再安排中時，則放棄中斷堆疊器的退避暫存器（處理2 5 7 )，而從頭起動再安排器154 (處理2 58)。此外，也有即使在再安排中發生中斷時，也不必要重新選擇應執行之任務的 /丨青形。本方式，即使在此一狀況，也會從頭進行再安排，而導致沒有效率。因此可以利用一將會在再安排中發生，而影響到再安排器1 5 4之執行的處理（例如任務品動· (請先閱讀背面之注咅？事項再 --- 本頁) L^J· 線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -34- 490638 A7 B7 五、發明說明（32) 結束等）登錄成等待行列等的方法。此時，在再安排器 1 5 4結束動作前、或是在優先順位通知模組1 2 0內，將登錄在該等待行列的處理集中執行。若採用該方式時，則每次發生中斷，則不需要重新執行在途中已經執行完畢的過程。然而，在將登錄在該等待行列的處理集中執行後，則必須要再度檢查是否有必要再度進行再安排動作。此外，在本實施例中，爲了單純起見，乃依據前者的方式來說明。但是當使用後者的方式時，則準備好以下之東西。 (a )、表示是否處理再安排中的旗標 (b )、等待處理行列在作業系統所提供的系統呼叫中，若是處在再安排中，則將會影響到再安排器1 5 4之執行的處理登錄在該等待行列。更者，在再安排器1 5 4的處理流程中，則*** 可將登錄在該等待行列的處理一次執行的模組。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製當中斷操作器1 5 2判定爲未處於再安排中時，則該作業系統會在該時刻執行任務。因此，第一要判定是否要進行任務切換（處理2 5 3 )。若沒必要進行任務切換（目前所執行的任務爲最高優先順位，且可以執行），則直接結束中斷操作器1 5 2的處理。因此，會讓已經退避到中斷堆疊器214上的暫存器値回復（處理254)，而、將控制權退回共用中斷操作器（處理2 5 5 )。當判定爲有必要進行任務切換時，則將已經退避到中斷堆疊器 2 1 4上之暫存器的値複製到任務管理表（處理2 g 6 ) -35- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 490638

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（3$ ’而放棄在中斷堆疊器上的退避暫存器（處理257)。之後，則起動再安排器1 5 4 (處理2 5 8 )。此外，處理器1 0 0，若是具備在參照在記憶體1 〇 1上的資料的同時’可以增減中斷堆疊指標器2 1 6的値的功能時，則可將處理2 5 6與處理2 5 7 —^起加以執行。接著，則說明取得鎖定權模組2 1 9、解除鎖定權模組2 2 0的處理流程。在此則說明使用優先順位上昇方式的例子，至於使用優先順位繼承方式的實施例。則容後詳述。此外，在此則將要求取得。解放鎖定權的任務，以及管理其之作業系統稱之爲本身任務、本身作業系統，而將另一個作業系統稱之爲其他作業系統。第1 4圖係表利用優先順位上昇方式之取得鎖定權模組2 1 9的處理流程。取得鎖定權模組2 1 9，第一則會檢查其他作業系統的任務是否處於取得鎖定權狀態（處理 2 6 0 )，若不是，則設定本身作業系統爲鎖定權的所有者（處理2 6 1 )。若其他作業系統的任務處於取得鎖定權狀態時，則會將任務移到等待狀態直到解除鎖定權爲止 (處理2 6 3 )。此時，必須讓其他作業系統優先執行，而迅速地解除該鎖定權情形。因此，將被記憶在優先順位比較模組1 2 4內的其他作業系統的正規化優先順位變更成較本身作業系統爲高（處理2 6 2 )。在此，在處理 2 6 3中，當將任務移到等待狀態時，則本身作業系統會起動再安排器。藉此，從再安排器，依序叫出優先順位通知模組、優先順位轉換模組、優先順位比較模組，而切換 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -36- 490638 v γ^Κ ^ 】' ' A7 _..….. B7 五、發明説明（34 成將正規化優先順位提高的其他作業系統。第1 5圖係表使用優先順位上昇方式時之解除鎖定權模組2 2 0的處理流程。第一則是解除本身所具有的鎖定權（處理2 7 0 )。接著則檢查其他作業系統是否取得鎖定權（處理2 7 1 )。若不是等待取得鎖定權，則不提升正規化優先順位。因此，直接結束解除鎖定權模組2 2 0 的處理。但是當其他作業系統爲等待取得鎖定權時，爲了要解決優先順位逆轉現象，則必須要提升正規化優先順位。因此，使本身作業系統的正規化優先順位回復到原來的値（處理2 7 2 )，接著，則使在其他作業系統中成爲等待取得鎖定權之任務移到可執行狀態（處理2 7 3 )。藉著將等待鎖定權的任務設成可執行，若是發生任務切換時，則起動其他作業系統的再安排器，而與上述取得鎖定權模組同樣地，最後會執行優先順位比較模組1 2 4。藉此，利用原來的正規化優先順位來比較作業系統的重要性，而選擇具有更高之正規化優先順位的作業系統。接著則說明使用優先順位繼承方式的例子。此時，如第1 6圖所示，各作業系統必須要設置一根據正規化優先順位來變更任務之優先順位的優先順位設定模組2 8 〇、 2 8 1。又，優先順位轉換模組1 2 2，1 2 3，除了將優先順位轉換成正規化優先順位的功能外，也必須要搭載一將正規化優先順位轉換成優先順位的功能。因此，優先順位轉.換表模組1 2 2 〃1_ 2.3，則以正規化優先順位作爲索.引（index)，而具有以各作業系統的優先順位作爲內容本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -37- 490638 A7 __ B7__ 五、發明說明（35 ) 的優先順位逆轉換表282，283。 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 作業系統一般而言具有變更任務的優先順位的功能以作爲系統呼叫（system call )。優先順位設定模組2 8 〇，2 8 1會將所給予的正規化優先順位轉換成與各作業系統對應的優先順位，而利用任務優先順位變更系統呼叫等來變更任務的優先順位。優先順位逆轉換表2 8 2， 2 8 3則具有支援優先順位設定模組2 8 0，2 8 1之功能的作用。在本實施例中，由於正規化優先順位爲0〜 2 5 5，因此，優先順位逆轉換表2 8 2，2 8 3係一具有256個之入口（ entry )的配列。又，由於事務處理〇S 1 1 〇之優先順位的範圍爲〇〜3 ；[，因此，優先順位逆轉換表2 8 2的各配列要素，具有〇〜3 1範圍的任一整數’且滿足以下的不等式（將配列的名稱設爲 revBusiness ) 〇 --線： ^>J<z>revBusiness[i]<revBusiness[j] (但是，0 S i ，j ‘ 2 5 5 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製即時OS 1 1 ;[由於具有優先順位〇〜2 5 5，且優先順位的數値愈小，優先順位愈高的特徵，因此，優先順位逆轉換表2 8 3的各配列要素具有〇〜2 5 5之任一整、數，且滿足以下的不等式（將配列的名稱設爲revRealtime 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公爱）-38 - 490638 ^ A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（36) i>j<=> revRealtime[i]< revRealtime[j] (但是，0 S i，j $ 2 5 5 ) 更者，在本實施例中，由於設成正規化優先順位的數値爲0〜2 5 5，即時0S的優先順位的數値爲0〜 . I 2 5 5，因此可以以一對一的關係賦予正規化優先順位與即時Ό S之優先順位的對應關係。因此，可以從優先順位轉換表1 7 1導出優先順位逆轉換表2 8 3。然而，由於事務處理0 S之優先順位的數値，因此無法決定出優先順位逆轉換表2 8 2。此時，例如無法從優先順位轉換表 1 7 0導出與正規化優先順位「1」對應的事務處理〇S 的優先順位。因此，對於無法決定的正規化優先順位，貝[J 如滿足上述不等式般地適當地決定出事務0 S之優先順位〇第1 7圖係表在優先順位轉換模組1 2 2中之優先順位逆轉換功能的處理流程。在此，從優先順位逆轉換表 2 8 2取出與指定正規化優先順位對應之事務處理〇 S的優先順位（處理2 9 0 )，則將該優先順位通知給優先順位設定模組2 8 0 (處理2 9 1 )。優先順位轉換模組 1 2 3也具有同樣的優先順位逆轉換功能。第1 8圖係表針對此之優先順位設定模組2 8 0的處 V >理流程。優先順位設定模組2 8 0，第一則是請求優先順位轉換模組1 2 2，從正規化優先順位轉換成事務處理〇S的優先順位（處理2 9 2 )。接著，則利用事€處理 (請先閱讀背面之注意事項再^寫本頁) m. 人吕線：本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 39 - 490638 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（37 ) 0 s之優先順位變更系統叫出等，來變更任務的優先順位 (處理293)。在即時〇Sill中之優先順位設定模組2 8 1的處理也相同。接著則說明利用該些之優先順位逆轉換功能、優先順位設定模組之優先順位繼承方式的實現方式。第1 9圖係表利用優先順位繼承方式之取得鎖定權模組2 Ί 9的處理流程。取得鎖定權模組2 1 9，第一則是檢查其他任務是否取得鎖定權（處理3 .0 0 )，若未取得 ’則設定本身任務爲鎖定權的所有者（處理3 0 1 )。若其他任務取得鎖定權時，則必須使任務移到等待狀態直到解除鎖定權爲止（處理3 0 4 )。此時，則讓取得鎖定權的任務優先執行，而必須要迅速地解除該鎖定權。比較取得鎖定權之任務的正規化優先順位與本身任務的正規化優先順位（處理3 0 2 )，若取得鎖定權之任務的_正規化優先順位較低時，則讓該任務繼承本身任務的優先順位（處理3 0 3 )。優先順位繼承，可以針對執行取得鎖定權之任務之作業系統的優先順位設定模組，指定本身任務的正規化優先順位，而請求優先順位設定。若取得鎖定權之任務的正規化優先順位已經較本身任務的正規化優先順位爲高時，則不需要進行優先順位繼承，可以立即地使任務移到等待狀態。第2 0圖係表利用優先順位繼承方式之解除鎖定權模組2 2 0的處理流程。第一則是解除本身所擁有的鎖定權 (處理310)。接著則檢查其他任務是否等待取‘鎖定 (請先閱讀背面之注意事項再_寫本頁) 太訂---------線本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -40- 490638 A7 ____B7___ 五、發明說明（38) 權（處理3 1 1 )。若不是等待坪得鎖定權，則不進行正規化優先順位繼承，而直接結束解除鎖定權模組2 2 0的處理。但是若其他任務等待取得鎖定權時，則應進行正規化優先順位繼承。因此，請求優先順位設定模組，使本身任務的正規化優先順位回復到原來的値（處理3 1 2 )，接著，則使等待取得鎖定權的任務移到可執行狀態（處理 3 13)。在本實施例中雖然是省略說明，但是當在執行取得鎖定權模組2 1 9、解除.鎖定權模組2 2 0等的途中發生中斷，而要更換任務時，則有表示鎖定權所有者的資料發生不整合的可能。因此，在執行該些處理時，要藉由中斷遮罩功能來避免中斷情形發生。根據第1 6圖〜第2 0圖所示的程式模組、處理流程，可在作業系統間的排他控制中使用優先順位繼承方式。此外，實際上，藉由利用第19圖、第20圖所示的處理流程，可以在一個作業系統內進行正規化優先順位的繼承〇第2 1圖係表中斷遮罩位準計算模組1 7 7的內部構造。中斷遮罩位準計算模組1 7 7具有會將正規化優先順位轉換成中斷遮罩位準，若爲一定以上的正規化優先順位，則將特定的中斷原因加以罩住（mask )的功能。而此係一基於具有某個一定以上之正規化優先順位的遮罩必須較中斷處理更優先被執行之思考方式而來的功能。因此，若是具備一可根據系統呼叫等而將中斷原因予以罩彳i的功請先閱讀背面之注意事項

頁訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -41 490638

oV \ J^L 1: 一· …Γ A·'^ 〆 ‘：J /U!B7 ______________ ^^·_Ί"丨 _丨丨丨丨_ _-_丨_ »«* ·说押.τ f 五、發明説明（3今能時，則本功能即使是不存在，也可以使得系統足夠成立。但是，中斷遮罩位準計算模組1 7 7的優點即在於當正規化優先順位成爲一定値以上時會自動地執中斷遮罩功能。爲了執行中斷遮罩功能，中斷遮罩位準計算模組 1 7 7具有中斷遮罩功能轉換表3 2 0。中斷遮罩功能轉換表3 2 0係一從正規化優先順位取得中斷_罩値的轉換表。在本實施例中，如第4圖所示，由於以可將3 2種的中斷原因個別加以罩住之計算機構成爲對象，因此，中斷遮罩轉換表3 2 1的各登錄（entry )具有3 2個位元長度資料。然而，如第3圖所示，當使用4個位元的中斷遮罩位準時，則可將中斷遮罩轉換表3 2 0的各入口（ entry )縮短至4位元長度。在此，在第2 1圖所示的實施例中，例如與正規化優先順位「0」對應的中斷遮罩値爲0x00000000，而與正規化優先順位「255 」對應的中斷遮罩値爲0 X f f f f f f f f。而此則意味著若正規化優先順位爲「0」，可允許所有的中斷原因，若系統依據最高的正規化優先順位而動作時，會將全部的中斷原因罩住。優先順位比較模組1 2 4，藉著將目前正在執行之作業系統的正規化優先順位通知給中斷遮罩位準計算模組1 7 7，可以自動地執行必要的中斷遮罩功能。第2 2圖係表中斷遮罩位準計算模組1 7 7的處理流程。在此，第一會從中斷遮罩轉換表3 2 0取出與正規化優先順位對應的中斷遮罩値（處理3 3 0 )。接著’則將所取得的中斷遮罩値設定在中斷遮罩暫存器1 4 3等’而本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -42 - 490638 A7 ___B7___；_ 五、發明說明（40 ) 執行中斷遮罩功能（處理331)。以上係針對本發明之第一實施例來加以說明。利用本實施例，根據各作業系統所執行之任務的優先順位，可以進行作業系統的切換。在本實施例中，將優先順位通知模組組入各作業系統內，而在每次進行再安排時，必須要改造以通知優先順位的變更。然而當使用在市面上販售的作業系統時，則大多無法進行如此的改造。以下則說明可以應付此一情形之本發明的第2實施例。第2 3圖係表本發明之第2實施例的構成圖。事務處理〇S 1 1 〇、即時〇S 1 1 1分別設成保持現在執行中之任務的優先順位（執行優先順位3 4 0、3 4 1 )。各作業系統，其中被儲存在任務管理表162，163 (存在於第5圖所示之等待可執行行列1 5 0，1 5 1之前頭 )的優先順位的數値，則成爲執行優先順位3 4 0、 3 4 1。又，當針對各優先順位存在有複數的等待可執行行列時，則一般大多準備有用於表示現在時刻，最高優先順位之等待可執行行列存在於何處的指標器（pointer ) 、或是表不最局優先順镇的數値的變數（優先順位保持變數）。當爲前者時，則從該指標器找出等待可執行行列，藉著參照任務管理表，而當爲後者時，則藉由讀取該優先順位保持變數本身，可以取得執行優先順位3 4 0， 3 4 1。在作業系統切換程式1 1 8內則新設置優先順位監視 ¥ ...............-一一:〜一- 模組3 4、4，而爲另外之模組的優先順位轉換模組1 2 2 (請先閱讀背面之注意事項再 -I · I I 本頁) -·線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -43- 490638 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 __B7___五、發明說明（41 ) ，1 2 3，優先順位比較模組1 2 4、共用中斷操作器 1 7 4、0 S間通訊功能模組1 7 5、0 S上下文切換模組1 7 6、中斷遮罩位準計算模組1 7 7，則具有與第一實施例中所說明的內容相同的構成以及處理流程。在各作業系統內並不存在優先順位通知模組1 2 0，1 2 1。優先順位監視模組3 4 4具有事務處理0 S執行優先順位記億値3 g 2與即時0 S執行優先順位記憶値3 4 3 。優先順位監j視模組3, 4 4會定期地被起動，而監視各作業系統的執行優先順位3 4 0，3 4 1。在此，若所記憶的執行優先順位3 4 2或3 4 3，與現在的執行優先順位 3 4 0或3 4 1不同時，則認爲優先順位發生變化，而將新的執行優先順位通知給優先順位轉換模組1 2 2或 12 3° 第2 4圖係表優先順位監視模組3 4 4的處理流程。第一是讀取事務處理0 S的執行優先順位3 4 0，而將此與事務處理0 S執行優先順位記憶値3 4 2比較（處理 3 5 0 )。藉此可以辨識出事務處理0 S的優先順位是否發生變化。若優先順位沒有變化時，則什麼都不執行，即移到處理3 5 3。若優先順位發生變化時，則將事務處理〇S的執行優先順位3 4 0登錄到事務處理0 S執行優先順位記憶値3 4 2 (處理3 5 1 )，接著，則將該優先順位通知給事務處理0 S的優先順位轉換模組1 2 2 (處理 3 5 2 )。針對即時0 S 1 1 1的執行優先順位變化也進 ^ 一 _ 行同樣的處理。第一則比較即時〇S的執行優先順位請先閱讀背 6 之注意事項

頁訂本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 44- 490638 〜 A7 B7 五、發明說明（42) 341與即時〇S 3 5 3 )，若優先位發生變化時，則在即時0 S執行優且將其通知給即時 3 5 5 )° 此外，在將優進行作業系統切換先順位監視模組3 常優先地監視事務要使2個作業系統 3 4 4的起動次數必須改成（1 理〇S 1 1 〇的優數，則監視即時〇執行優先順位記憶値3 4 3 (處理順位沒變化時，即結束處理。若優先順將即時〇S的執行優先順位3 4 1登錄先順位記憶値3 4 3 (處理3 5 4 )，〇S的優先順位轉換模組1 2 3 (處理先順位通知給優先順位轉換模組後，若時，則必須要注意不要讓控制權回到優 44。因此，第24圖的方法可說是經處理0 S 1 1 1的優先順位變化。爲了成爲對等，乃計算優先順位監視模組〇 )、若起動次數是奇數，則監視事務處先順位變化，（2 )、若起動次數是偶 S 1 1 1的優先順位變化般的處理流程請先閱- 讀背面之注意事項

頁I 訂線經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在此，優先順位監視模組3 4 4會「定期地」被起動，而必須要監視優先順位的變化。爲了要實現定期的處理，則也可以根據計時中斷來起動優先順位監視模組3 4 4 。在此，著眼於以共用中斷操作器1 7 4對包含計時中斷、外部中斷在內之所有的中斷原因一次加以處理，針對將優先順位監視模組3 4 4組入共用中斷操作器1 7 4內的方法加以說明。第2 5圖係表已組入了優先順位監視模組 344之共用中斷操作器174的處理流程。 ~ •45· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 490638 vlA7 :-:’B7 五、發明説明（43) 圖中的處理240〜248全部相當於第12圖。優先順位監視模組3 4 4的起動（處理3 6 0 )有可能會切換作業系統。因此必須要設在中斷操作器的執行（處理 245，246)結束後。當中斷操作器152，153 將控制權退回共用中斷操作器1 7 4時’則會自動地監視優先順位變化，因應所需，而進行作業系統的切換。當優先順位監視模組3 4 4判斷爲不需要進行作業系統的切換時，則直接結束共用中斷操作器1 7 4的處理。此外，在本發明之第二實施例中，並不存在有會將剛進行完再安排後的優先順位變化通知給優先順位轉換模組的手段。亦即，並不會每隔一定的間隔檢查優先順位的變化，而立即響應於優先順位的變化來切換作業Μ統。因此，本發明之第二實施例，雖然可以實現不必要改造作業系統內部的計算機，但是相較於第一實施例，具有切換效率較差的特徵。本發明之第二實施例，雖然是滿足不必改造2個作業系統的內部的條件，但也會有例如雖然可以改造即時〇S 1 1 1 ，但不能改造事務處理〇S 1 1 〇的條件發生。此時，本發明之第三實施例，則實現一將優先順位通知模組1 2 1搭載在即時〇S 1 1 1內部，而優先順位監視只監視事務處理0 S之優先順位變化的計算機（第2 6圖 )° 又，不將優先順位通知模組組入到再安排器內部，而將優先順位通知模組組入到各作業系統之計時中斷處理模本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） _ 46 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 490638 A7 B7 五、發明說明（44) 組內部等定期會被起動的部分，即可以取代優先順位監視模組3 4 4 〇當將以上所述的本發明應用在第2 7圖所示之車用導航系統時/則即使是處理時間長的路徑探索任務在動作時，也可以接受來自使用者的輸出。亦即，此時，針對介面任務賦予一較路徑探索任務爲高的正規化優先順位。此時，若使用者按下按鈕而使介面任務動作時，則會切換成使正規化優先順位更高的任務動作的事務處理0 S，結果，即使處理時間長的路徑探索任務正在動作時，也可以執行介面任務。更者，即使是執行複數作業系統的虛擬計算機，藉著使用本發明，可以根據應該執行之任務的優先順位來執行具有不同之優先順位體系的作業系統。由上可知，根據本發明可以構築出一同時具有事務處理〇S的使用者介面與即時0 S的信賴性的計算機。上述第一至第三實施例，全部皆具有在作業系統切換程式1 1 8的內部進行優先順位切換的構成。然而，優先順位轉換模組1 2 2，1 2 .3，由於分別對應於事務處理〇S 1 1 〇、即時0S 1 1 1，因此也可以可將該些搭載在各作業系統內。第2 9圖係表加上該變化的第四實施例〇、在本實施例中，第一、優先順位轉換模組1 2 2， 1 2 3會將在各作業系統中的優先順位轉換成正規化優先順位。接受此，優先順位通知模組1 2 0，1 2 1 i將各 (請先閱讀背面之注意事項再i

-·線：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -47- 五、發明説明（45) 作業系統的正規化優先順位通知給優先順位比較模組 1 2 4 〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在本實施例中，事務處理〇S 1 1 〇、即時〇s 1 1 1與作業系統切換程式1 1 8的介面，全部是根據正規化優先順位來進行。在上述之第一至第三實施例中，當存在有可執f了的任務時’則通知任務的優先順位，而當不存在可執行的任務時，則通知處於idle狀態。此時，不能夠將idle狀態、或是作業系統本身必須要執行某些處理的狀態自由地映射（mapping )到正規化優先順位。在本實施例（第四實施例）中，由於在各作業系統內，可以將優先順位轉換成正規化優先順位，因此，連任務執行中以外的狀態，也能夠自由地映射到正規化優先順位。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製根據本發明，對於以單一的處理器使複數作業系統動作的計算機而言，根據各作業系統所執行之任務的優先順位，可以進行作業系統的切換，能夠優先地執行更重要的任務。又，在本發明中，根據優先順位轉換模組轉換成正規化優先順位，由於藉此來比較作業系統間的優先順位，因此即使是執行具有不同之優先順位體系的作業系統的計算機，也無損於其即時性、效率性。圖式之簡單說明：第1圖係表本發明之第一實施例之系統構成的說明圖〇第2圖係表計算機之硬體構成的說明圖。 -48- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 490638 A7 _ B7_ 五、發明說明（46 ) 第3圖係表具備有中斷位準遮罩（ievei mask )功能時之狀態暫存器的說明圖。 (請先閱讀背面之注意事項再一^本頁) 第4圖係表具備有個別中斷遮罩功能時之狀態暫存器的說明圖。第5圖係表詳細表示作業系統內部構成之說明圖。第6圖係表詳細表示作業系統切換程式內部構成的說明圖。第7圖係表再安排器（rescheduler )之處理流程的說明圖。第8圖係表優先順位轉換模組之處理流程的說明圖。第9圖係表優先順位比較模組之處理流程的說明圖。第1 0圖係表示詳細地表示作業切換程式內部構成的第二圖。第1 1圖係表〇S上下文（context )切換模組之處線· 理流程的說明圖。第1 2圖係表共同中斷操作器（handler )之處理流程的說明圖。第1 3圖係表中斷處理器之處理流程的說明圖。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製第1 4圖係表在優先順位上昇方式中之取得鎖定權（ lock )模組之處理流程的說明圖。第1 5圖係表在優先順位上昇方式中之解除鎖定權模 /組之處理流程的說明圖。第1 6圖係表詳細表示優先順位設定模組內部構成的說明圖。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -49- " 490638 A7 B7 五、發明說明（47 ) 第1 7圖係表在優先順位轉換模組中之優先順位逆轉換功能之處理流程的說明圖。 (請先閱讀背面之注意事項再一^本頁) 第1 8圖係表在優先順位設定模組之處理流程的說明圖。第1 9圖係表在優先順位繼承方式中之取得鎖定權模組之處理流程的說明圖。第2 0圖係表在優先順位繼承方式中之解除鎖定權模組之處理流程的說明圖。第2 1圖係表詳細表示中斷任務位準計算模組之內部構成的說明圖。第2 2圖係表中斷任務位準計算模組之處理流程的說明圖。第2 3圖係表本發明之第二實施例之系統構成的說明圖。第2 4圖係表優先順位監視模組之處理流程的說明圖〇第2 5圖係表起動優先順位監視模組之共通中斷處理器之處理流程的說明圖。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製第2 6圖係表本發明之第三實施例之系統構造的說明圖。第2 7圖係表在作業系統之間分配任務之例子的說明第2 8圖係表共同中斷處理器之其他構成的說明圖。第2 9圖係表本發明之第四實施例之系統構成€說明 -50- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 490638

五、發明説明（48) 圖。主要〇〇〇〇〇〇〇〇〇元件〇 1 2 3 4 5 6 7 8 〇 112- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 2 2 3 8 0 2 4 〇 1 2 3 4 對照表處理器記憶體輸出入控制裝置處理器匯流排光碟裝置顯示器即時控制網路中斷信號線計時裝置事務處理〇S 即時〇S 117 任務作業系統切換程式 121 優先順位通知模組 12 3 優先順位轉換模組優先順位比較模組 CPU 快閃記憶體汎用暫存器程式計數器 ‘ 狀態暫存器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -51 - 490638 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 _五、發明說明（49 ) 13 5 中斷控制器 136 資料匯流排 137 位址匯流排 13 8 中斷狀態信號 14 0 中斷區段位元 14 1 遮罩位準場（mask level field ) 1 4 2 執行狀態暫存器 143 中斷遮罩暫存器 144—147 中斷遮軍位元 150 等待行列 1 5 0，1 5 1 等待可執行行列 152， 153 中斷操作器 160-165 任務管理表 154， 155 再安排器 170 優先順位轉換表 171 優先順位轉換表 17 2 事務處理0 S正規化優先順位 17 3 即時〇S正規化優先順位 174 共用中斷操作器 17 5 〇S間通訊功能模組 17 6 〇S上下文切換模組 17 7 中斷遮罩位準計算模組 214，215 中斷堆疊器 2 10 執行◦ S記憶變數 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) %, 訂· --線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -52- 490638 A7 _B7 五、發明說明（50 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 1 1 中斷對應表 2 1 2 事務處3 浬〇 S 用保存上下文 2 1 3 即時〇 S用保存上下文 2 1 8 共用記憶體 2 1 9 取得鎖定權模組 2 2 0 解除鎖定權模組 3 8 0 中斷優先順位對應表 2 8 0， 2 8 1 優先順位設定模組 2 8 2， 2 8 3 優先順位逆轉換表 3 2 0 中斷遮罩轉換表 3 4 0， 3 4 1 執行優先順位 3 4 2， 3 4 3 執行優先順位 3 4 4 優先順位監視模組 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) ·. --線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -53-

Claims

490638 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍第8 9 1 0 2 9 0 9號專利申請案中文申請專利範圍修正本民國9 1年.1月修正經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 · 一種統、記憶有複程或線索的記索的優先順位上述處理或線索的優先上述作業系統轉換結果來決述所決定之作 2 ·如申有將在複數的優先順位映射先順位轉換表該要優先執行 3 ·如申處理器係在複決定在各上述系統所執行之 4 ·如申有用於將上述計算機，其主要係針對一具有複數的作業系數分別在上述作業系統之程式上被執行之過憶體、以及根據所分配給各上述的過程或線來執行作業系統之處理器，其特徵在於：器乃讀取在各上述的作業系統應執行之過程順位，將分別所讀取的優先順位，在複數的之間轉換成共用的優先順位，除了根據上述定應該要優先執行之作業系統外，也執行上業系統。請專利範圍第1項之計算機，上述記憶體具上述作業系統中應該要執行之過程或線索之 (mapping )到上述共用之優先順位的優，而上述處理器則根據上述轉換表來決定應的作業系統。請專利範圍第1項或第2項之計算機，上述數的作業系統之間，根據共用的優先順位來之作業系統中的優先順位，而變更在各作業上述的過程或線索的優先順位。請專利範圍第3項之計算機，上述記憶體具共用之優先順位映射到在各上述作業系統中木纸張尺度適用中國國豕標準（CNS ) A4規格（21 〇χ297公釐） (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁)

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U：A8 ,P :f；q：8 D8 、申請專利範圍之優先順位的優先順位逆轉換表，上述處理器，則根據上述優先順位逆轉換表來變更複數的上述過程或線索的優先順位。 5 _如申請專利範圍第1項或第2項之計算機，當上述處理器執行過程或線索被指定的處理時，會使執行該過程或線索之作業系統的優先順位上昇，在上述之過程或線糸被ί日疋的處理結束時’則使上述作業系統的優先順位下經濟部智慧財產局員工消費合作社印製降。 6 . 記憶除了之過程或在作順位轉換比較位，而優優先順位 7 . 擇性地執在於：藉由執行之過同的優先藉由種資訊有：複數執行複數線索之優業系統之成共用之由上述優先執行具比較處理日己憶媒體’其特徵在於：的過程或線索；的上述過程或線索外，也通知正在執行先順位的複數的作業系統間’將從各上述作業系統所通知之優先優先順位的優先順位轉換處理；及先順位轉換處理所得到之共用的優先順有更高之共用的優先順位之作業系統的一種作業系統執行方法，其主要是針對一可以選行複數之作業系統的作業系統執行方法，其特徵優先順位轉換處理，將在各上述之作業系統中所程或線索之優先順位，在作業系統之間轉換成共順位， . 優先順位比較處理，來比較由上述優先順位轉換本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

490638 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍處理所得到之共用的優先順位，而優先地執行具有更高之共用之優先順位的作業系統。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 8 ·如申請專利範圍第7項之作業系統執行方法，上述優先順位轉換處理，在將各作業系統之優先順位轉換成上述共用之優先順位時，會將不同之作業系統的優先順位轉換成彼此不同之共用的優先順位。 9 ·如申請專利範圍第7項或第8項之作業系統執行方法，上述優先順位轉換處理除了將各上述作業系統正在執行之過程或線索之優先順位轉換成上述共用的優先順位外，至少將在中斷處理中的狀態，正在執行作業系統本身之功能的狀態，不存在應該執行之處理的狀態等3個狀態轉換成共用之優先順位。 1 0 · —種計算機系統，其主要係針對一具有根據被分配給複數過程或線索的優先順位，而執行複數過程或線索之複數作業系統、以及切換複數作業系統之手段的計算機系統，其特徵在於：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製該複數的作業系統具有將分別所執行之過程或線索的優先順位轉換成在計算機系統內共用之優先順位的優先順位轉換手段，以及將從該優先順位轉換手段所得到之共用的優先順位通知給用來切換該作業系統之手段的優先順位通知手段，而用來切換該作業系統的手段，則具.有比較從各作業系統所通知之共用的優先順位，而優先地執行具有更高之共用之優先順位之作業系統的優先順位比較手段。本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐）