目前台式仪器采用的操作系统主要有两类：桌面计算机使用的操作系统和嵌入式操作系统。桌面使用的操作系统主要以Windows系列为主；嵌入操作系统主要以商业嵌入操作系统为主。目前，国外生产的一些高端测试仪器产品采用Windows为操作系统，国内在过去一段时间内生产的产品还主要以DOS为操作系统，现在正在研发的产品采用了一些商业嵌入式操作系统，例如Vxworks，WindowCE等，它们都有较高的许可证使用费用，极大地增加了产品的成本。Linux作为操作系统的后起之秀，以其开放源代码、免费、支持多种硬件平台、模块化设计、对网络支持好等优点，逐渐受到开发者的重视，已被广泛地使用在嵌入式系统中，现已成为开发的热点。 本文针对台式仪器的特点，对Linux作为仪器操作系统的主要方面进行了研究，提出了相应的解决方案，主要内容有：Linux内核和根文件系统的裁减、内核实时性的增强、虚拟调度系统机制的实现、有限优先级条件下可调度性分析、可控内核审计的实现、Linux在AVl486信号发生器和CDMA基带信号发生器上的实现等等。研究成果包括： (1)研究了Linux内核和在Linux上运行的根文件系统的裁减方法。仪器系统的存储空间是有限的，且硬件配置也是相对固定的。根据这些特点，在编译配置的基础上，提出了细粒度的定制方法。采取粗粒度和细粒度相结合的方法，实现内核的定制。介绍了根文件系统定制的方法，给出了它们的配置方法和过程，对结果进行了比较和分析。 (2)研究了增强Linux实时性的方法。仪器的测试程序具有较强的实时性要求，本文分析了Linux在实时方面的不足，提出了增强Linux实时性的方案，主要在时钟粒度、内核可剥夺性和优先级反转等方面进行了分析，实现了时钟粒度的细化，通过双内核和在原内核中增加抢占点相结合，实现了具有可剥夺性的新内核，通过优先级继承协议的实现，避免了优先级翻转。进行了实验测试，实验结果表明，有效地增强了实时性，拓宽了内核的适用范围，可以满足仪器的需要。 (3)提出了基于Linux的一种新的调度机制：虚拟调度系统。为了使Linux更好地满足嵌入式系统的要求，近年来人们提出了各种调度机制改造方案，但是这些方案不能实现由用户来选择调度算法和多算法集成，不能给用户提供统一的用户使用界面。本文提出了一种基于Linux的新的调度机制：虚拟调度系统。它能够给用户提供统一的使用界面，能够支持所有提出的调度算法，能够隐含实现的细节，使用户更方便的使用各种调度算法，能够同时支持单层和双层调度。描述了实现过程，给出了在Linux下与实现过程相关的数据结构和函数，对调度机制的复杂性进行了分析，最后进行了实验测试。 (4)推出了基于有限优先级的动态调度的判定条件。实时任务调度是实时系统中的关键问题，实时调度在理论分析时，都假设系统能够识别任意多的优先级，在实际的操作系统中，仅能使用有限的优先级数量。现有文献提出了在静态调度条件下使用有限优先级数量的判定方法，本文推出了在动态调度条件下使用有限优先级数量的判定方法，给出了一个任务系统动态调度所需的最小优先级的数量的判断条件，并对算法的复杂性进行了分析，提出了任务分组的算法。 (5)针对仪器系统的特殊性，提出了基于Linux操作系统的可控内核审计机制，给出了实现过程。Linux系统现行的审计机制是应用级审计，不能满足操作系统的安全要求，为此许多文献提出了Linux内核级的审计，增强了Linux的审计能力。但是在审计能力增加的同时，审计容量和程序运行时间增加。根据仪器系统的特点，本文提出了可控内核审计的机制。内核级审计能够被应用程序控制，这样在实现安全性提高的同时，可控制内核审计范围，保证实时测试程序的实时性。内核审计功能的控制通过Linux的proc文件系统实现，本文详细地描述了实现过程。 (6)在上述研究内容的基础上，给出了改造的Linux在AVl486信号发生器和CDMA2000基带信号发生器上的实现过程。本文选择两种典型的实验对象为实现目标，以改造的Linux为新的内核，Qt/Embedded作为GUI，进行了实现，并对运行结果进行了分析。