Lingch 原作
2005年平安夜
CyberLingch@gmail.com
windows2000有得任务管理器可以看到CPU得占用率。
CPU是不能间断运行的，只要CPU上电就要运行指令，即使无事可做，也要执行NOP操作。所以windows的CPU占用率低并不是指CPU目前无事可做到在NOP，而是指CPU可以从但前状态中腾出多少时间来做用户的事情。
在多任务操作系统中的进程一般都实现了优先权算法，抢占式实时操作系统的高优先权进程能够立即抢占低优先权进程的CPU，而分时操作系统则一般等到当前进程的CPU时间片用万后再调度，但无论实时系统还是分时系统，高优先权进程在分配CPU时间上都比低优先权的进程占优势。
可以定义PRIORITY_HIGHEST为操作系统定义的最高优先权，PRIORITY_LOWEST为操作系统定义的最低优先权，一般PRIORITY_HIGHEST的值就是0，PRIORITY_LOWEST是大于0的一个数，虽然这样会有多少混淆HIGHEST和LOWEST的意思。在windows中PRIORITY_HIGHEST为0，是系统进程；PRIORITY_LOWEST不知道是多少，但一定是空闲进程，就是任务管理器中看到System Idle Process进程。在比PRIORITY_LOWEST低一级的（PRIORITY_LOWEST-1)有一个统计进程，姑且叫OSStat，就是用来统计CPU占用率的。
在OS初始化时一定有一段时间是只有系统进程在运行的，因为初始化还没完成，没开始调度用户进程。这个时候OS可以对CPU进行计时，计算CPU一秒内可以执行多少次加法，比如可以写这样的代码
OSIdleCtr = 0L; /* Clear idle counter */
OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC); /* Determine MAX. idle counter value for 1 second */
OSIdleCtrMax = OSIdleCtr; /* Store maximum idle counter count in 1 second */
其中OSTimeDly是使系统所有进程（除Idle进程外）都挂起OS_TICKS_PER_SEC个时间片，而OS_TICKS_PER_SEC的值可以通过晶振的频率直接计算得到指令周期再由CPU划分，也可以通过CPU提供的指令得到指令周期再由CPU划分。
在Idle进程中加入这样的代码
OSIdleCtr++;
到这里OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC)的意义就很明确了，由于挂起其他进程，这样系统中只有Idle在运行，Idle对OSIdleCtr累加就不会被其他更高优先级的进程中断而造成计算不准确。
如此就得到了1秒中Idle进程可以执行的最大加法次数，为什么Idle进程对OSIdleCtr的累加就是CPU一秒内最大加法次数呢，因为其他进程都被挂起了1秒，在这1秒内CPU只执行Idle的代码嘛，所以Idle对OSIdleCtr的累加可以代表一个系统的最大执行能力，不可能有其他方式可以在1秒内使OSIdleCtr的值累加到超过这个值。
另外Idle的其他代码不会影响OSIdleCtr的准确性，因为可以把定义‘系统执行加法的最大次数’改成‘系统执行Idle过程的最大次数’，意义是不变的，仍然代表了CPU的执行能力。
事实上Idle也是一个进程，所以也参与进程的调度算法，既然已经在Idle中加入了OSIdleCtr累加的算法，那么系统只需要在每秒钟中断的时候候将OSIdleCtr初始化为0，则在系统正常运行的时候（用户进程已经开始）1秒钟内Idle对OSIdleCtr的累加就可以看成在普通用户状态下的CPU在1秒内的处理能力，因为这个时候用户进程已经开始参与调度，而Idle进程是系统中最低优先级的进程，其只在无用户任务的情况下调入，只要用户有其他人物，Idle都会挂起来等待，所以这个时候Idle对OSIdleCtr的累加就代表了在当前任务压力下CPU的空闲程度。因为OSIdleCtr每秒钟被复0一次，所以CPU的占用率自然也可以写成
CPUUsage％=100*(1-OSIdleCtr/OSIdleCtrMax)这条公式的计算写在OSStat里，就形成了windows的CPU占用率形式。
事实上，上面讨论的算法是ucos2系统的CPU占用率算法，ucos2是一个开源实时操作系统，通常用在嵌入式CPU中。
