Theardx第一章

2021-02-06

1.线程的概念
2.操作系统的概念

1.线程的概念

我们曾经编写的程序像是c语言或python等，执行方式都是这样子的

常见的程序运行方式

对于有些情况我们希望这样的主函数在多一点，像这样子

多主函数运行方式

那我们有这么多的主函数有什么好处吗？那点分为一些情况:

程序简单，完成功能少的时候，就比如说我们只是想要运算1+1等于2运算，对我来说一个主函数就够用了，所有这时候过多的主函数反而会成为负担。
程序中等，完成功能较多，比如说我要完成一个寻迹、避障等这类单一的任务，那么有一个主函数我可以完成，有更多的主函数也很不错，对于这种情况大概所有人都会选择一个主函数，因为多个主函数还点在学东西，难道不是吗？所有这种情况下还是选择单一主函数的人多。
程序庞大，完成功能十分的多，比如一个心电仪、智能家居等这类庞大的项目，一个主函数需要实现的东西太多太多，多到让编写者头疼脑胀，等到之后编写完毕，在调试过程和之后的维护过程，你会为你程序而崩溃。在这种情况使用多个主函数同时运行，会大幅度节省你的开发时间和调试时间。

而对于我们平日常见的项目来说，如此简单或中等的项目少之又少（ps:这么简单还赚钱哪会轮的到你？）所以我们平日常见的项目就是庞大的项目，所以学习多个主函数来使得代码变得更简单这是非常有必要的。当你学会这种方法你会对之前的项目嗤之以鼻。

那我为什么多个主函数会使得编写者节省很多时间呢？大家可能有学过单片机，有些人也做过一些小项目，但大家都注意到了一个问题吗？那就是**时序，当我们做一个大项目时，首先第一个问题就是时序，那什么需要时序呢？传感器的采集、信号的分析和运算、结果的输出等等，这些都需要时序**。（ps:时序就是完成特定任务的时间）

当只有一个主函数时，我举个简单的例子：程序既要执行按键扫描，又要执行跑马灯，而且两者之间还要有联系，比如

第一个按键按下—第一个灯开始闪烁，第二个灯不闪烁
第二个按键按下—第二个灯开始闪烁，第一个灯不闪烁
第三个按键按下—第一个灯和第二个灯同时开始闪烁

对于按键来说，我需要每20ms检测那个按键按下。对于灯来说我需要500ms进行交替闪烁（20ms闪烁人眼看不见）。所以这就出现时间的矛盾，有些人就会说，我用定时器中断不好吗？但一个单片机又有几个定时器供你这么用呢？所以大多数人都会这么用：

举例1

但是如果这样写:

理想情况:按键需要20ms，跑马灯需要500ms.
实际情况:按键需要520ms，跑马灯需要520ms

所以单纯的累加是不行的，那难道没有其他的办法吗？答案是有！我在下提供代码但不给解析（ps：跟本章节内容不相干所以不讲）

int main (void)
{
    int count=0;  //负责计数的
    while(1)
    {
        if(count%20==0)  //判断是否到达20ms
        {
            //按键操作
        }
        else if(count%500==0) //判断是否到达500ms
        {
            //跑马灯操作
        }
        count++;
        delay_ms(1);  //延时1ms
    }
    
}

但如果是多个主函数呢？那程序是这样执行的：

举例2

可以看到这不就是很简单，因为每一个都是一个主函数，所以没有那些时序的干扰，编写的时候就像编写一个简单的项目那么简单。

对于这种多个主函数，我们把每个主函数都叫做一个线程，线程和每个主函数在理念上是等价的。

2.操作系统的概念

我们知道了每个主函数都可以称之为一个线程，那实现这种多个主函数的方式我们称之为**操作系统**，操作系统很常见，像你正在使用的Windows，我们称之为Windows操作系统。还有Linux等，这些都是对于运算力足够的芯片和电脑上，那我们常见的单片机都用什么操作系统呢？有以下

ucosIII/ucosII 操作系统，这是在过去很盛行的操作系统
freeRTOS 操作系统，开源的操作系统
Threadx 操作系统，微软推出开源的完备的操作系统（我们主讲）

还有很多我就不一一列举了，大家可以上网站上查找。

可能有些人有疑问，就是我就一个核心的单片机，电脑是多个核心的芯片，多个核心有多个线程，但一个核心？怎么能有多个线程呢？这就涉及到调度算法，具体的调度算法可以查看下一章的讲解。

我在这里也可以简要的说明和讲解一下，你可以回想一下，你的程序，是延时时间长还是实际执行的时间长呢？的确在我们写一个大型工程中，使用延时都是成ms级别的，实际运行功能代码的时候估计也就20us以内，所以很大一部分核心都在延时上浪费了，而操作系统就是可以将这种浪费运用起来。

-------------本文结束感谢您的阅读-------------

本文作者： 影舞道
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