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嵌入式系统是当前微电子技术和计算机技术中最热门的概念之一。而嵌入式操作系统则是嵌入式系统技术中最重要的一个组成部分。它整合了操作系统、网络、多媒体、文字信息处理等多项软件技术，极大地推动了嵌入式技术在各个领域的发展，给人们的工作和生活带来了极大的便利。当前主流的嵌入式操作系统有VxWorks、Windows CE、uClinux、Nucleus、uC／OSⅡ等等。其中抢先式实时多任务操作系统Nucleus，以其精简的内核、强实时性和高可靠性，深受广大用户的喜爱。本文以嵌入式操作系统Nucleus体系结构分析为重点，详细阐明了Nucleus的内核结构特点并深入研究了相关算法的改进和系统功能的扩展，最后以具体实例说明了Nucleus在实际开发中的应用。由于嵌入式操作系统的内核构建技术将直接影响到系统的性能；因此，Nucleus体系结构分析以系统内核研究为中心，从任务管理、中断管理、线程调度策略、任务通信与同步、内存管理等角度深入地分析了Nucleus的内核结构组成。同时将Nucleus与其它常用的嵌入式系统uClinux、uC／OSⅡ的内核进行了比较，从进程调度策略、文件系统、系统的移植性等方面分析了三者的不同点和相似之处。在此基础之上，针对嵌入式系统任务的调度，文章提出了一种基于模糊理论的任务调度算法，它利用模糊集合来描述任务的不确定性特征；使用多层模糊综合评判和最大隶属度原理来综合考虑任务的多个特征参数并确定任务的优先级；采用动态构建多层评判模型的调度策略来减小任务优先级评判的失效率。此外，文章还讨论了一种基于三层容错技术的Nucleus操作系统功能扩充。它利用“冗余”的思想、分层检测和处理错误的方法屏蔽了故障的影响，提高了嵌入式系统的可靠性，具有非常现实的意义。最后，论文阐述了嵌入式操作系统Nucleus的实际应用开发——手机下的人体健康检测。手机中处理器采用ARM7；嵌入式操作系统采用Nucleus。它通过串口接收采样到的人体生理数据，并经过相关算法处理分析得出人体的各项生理指标。目前，该项目正在商品化。