题目：多核分区操作系统关键技术研究与实现

随着航空技术的发展，机载航空电子系统设备数量不断增多，航空电子系统面临着综合化的发展趋势。为了降低航空电子系统对飞行器的开销，综合化航空电子系统将分布在不同硬件平台的应用集成在同一硬件平台运行。航空电子系统的发展为上层系统软件设计与实现提出了新的挑战。此外，单核处理器性能已经达到极限，传统方式无法增加处理器性能。为了提升处理器性能，处理器结构由单核结构向多核结构发展，这种结构的变化为操作系统设计以及应用程序的编写都带来了挑战。一方面为了适应综合化航空电子技术的发展需求，另一方面为了适应处理器结构向多核结构转变的趋势，本文研究多核处理器上支持分区操作系统的相关关键技术。首先，本文学习研究分区操作系统相关内容，参考ARINC 653标准对分区系统相关规范要求，提炼分区系统的设计需求；其次，研究分析多核处理器结构为操作系统设计实现所带来的影响，为后续设计实现工作提供相应指导；再次，借助以上工作内容，本文设计多核分区系统相关关键技术细节，并且基于已有的软、硬件基础实现多核分区操作系统；最后，本文以实现的多核分区操作系统为基础，进行相关功能、性能测试以验证本文工作的正确性。通过性能对比测试，本文发现多核处理器给分区操作系统性能带来的影响。针对所发现问题，本文优化多核分区系统设计，重构相关代码，显著降低多核处理器给分区系统性能带来的影响。通过以上工作，本文在现有的软、硬件基础上成功设计并实现多核分区操作系统。在此基础上本文得到以下结论：首先，多核处理器结构由于共享Cache机制会对操作系统的性能造成影响；其次，多核分区系统实现过程中使用的互斥锁也会影响操作系统性能；最后，通过多核分区系统优化，可以降低多核处理器结构为操作系统性能所带来的影响。